Biocompatibility and osteogenesis of the castor bean polymer doped with silica (SiO2) or barium titanate (BaTiO3) nanoparticles

PURPOSE: To evaluate the biocompatibility and osteogenesis of castor oil polymer doped with SiO2 or BaTiO3 nanoparticles. METHODS: Twenty four male rats Wistar were submitted to bone defect filled with castor oil polymer. The animals were distributed in two experimental groups had been formed with 12 animals each: Group 1 - Castor oil polymer doped with 0.30 grams of SiO2 replacing 0.30 grams of CaCO3. Group 2 - Castor oil polymer doped with 0.30 grams of BaTiO3 replacing 0.30 grams of CaCO3. Euthanasia occurred 30 and 60 days after surgery and the femurs were sent to histological analysis and MEV. RESULTS: The implants were biocompatible and allowed for progressive osteogenesis through osteoconduction in both observation periods. There was significant bone neoformation at 30 and 60 days in both groups within the histomorphometric evaluation, but group 1's osteogenesis was lesser in the 30 and 60-day periods observed when compared to the animals of group 2. The MEV morphometric evaluation evidenced a lesser percentage of osseous tissue filling within the BaTiO2-doped polymer. CONCLUSION: The castor oil polymer doped with SiO2 or BaTiO3 remained biocompatible and allowed for progressive osteogenesis in both observation periods. .

Castor oil polyurethane containing silica nanoparticles as filling material of bone defect in rats / Poliuretana de mamona contendo nanopartículas de sílica como material de preenchimento de defeito ósseo em ratos

PURPOSE: To evaluate the biologic behavior of the castor polymer containing silica nanoparticles as a bone substitute in diafisary defect. METHODS: Twenty seven male rattus norvegicus albinus wistar lineage were submitted to bone defect filled with castor oil polymer. Three experimental groups had been formed with nine animals each: (1) castor oil polymer containing only calcium carbonate; (2) castor oil polymer with calcium carbonate and doped with 5 percent of silica nanoparticles; (3) castor polymer with calcium carbonate doped with 10 percent of silica nanoparticles; 3 animals of each group were submitted to euthanasia 15, 30 and 60 days after experimental procedure, and their femurs were removed to histological evaluation. RESULTS: there was bone growth in all the studied groups, with a greater tendency of growth in the group 1. After 30 days all the groups presented similar results. After 60 days a greater amount of fibroblasts, osteoblasts, osteocytes and osteoclasts in group 3 was observed, with integrated activity of 3 kinds of cells involved in the bone activation-reabsorption-formation. CONCLUSIONS: The castor polymer associated to the silica nanoparticles is biocompatible and allows osteoconduction. The presence of osteoprogenitors cells suggests silica osteoinduction capacity.

OBJETIVO: Avaliar o comportamento biológico do polímero de mamona contendo nanopartículas de sílica como substituto ósseo. MÉTODOS: Vinte e sete rattus norvergicus albinus, Wistar foram submetidos a defeito ósseo preenchido com polímero de mamona. Foram formados três grupos experimentais, com nove ratos cada: (1) Polímero com carbonato de cálcio; (2) Polímero com carbonato de cálcio dopado com 5 por cento de nanopartículas de sílica; (3) Polímero com carbonato de cálcio dopado com 10 por cento de nanopartículas de sílica; três animais de cada grupo foram submetidos à eutanásia 15, 30 e 60 dias após o procedimento experimental e os fêmures removidos e submetidos à avaliação histológica. RESULTADOS: Houve crescimento ósseo em todos os grupos estudados, com maior tendência de crescimento no grupo contendo polímero de mamona acrescido apenas por carbonato de cálcio. Aos 30 dias, todos os grupos apresentaram resultados semelhantes. Aos 60 dias, notou-se maior presença de fibroblastos, osteoblastos, osteócitos e osteoclastos no grupo 3, com persistência da atividade integrada dos três tipos de células envolvidas no processo de ativação-reabsorção-formação óssea. CONCLUSÕES: O polímero de mamona associado com nanopartículas de sílica é biocompatível e permite a osteocondução. A presença de células osteoprogenitoras nos implantes contendo 10 por cento de sílica indica sua capacidade osteoindutora.

A persistência de diferentes pastas medicamentosas à base de hidróxido de cálcio em canais radiculares: estudo por MEV / The persistence of different calcium hydroxide paste medications in root canals: an SEM study

Introdução: existe a possibilidade da medicação intracanal à base de hidróxido de cálcio persistir no interior dos canais radiculares mesmo após a tentativa de remoção no momento da obturação. Objetivos: avaliar, por microscopia eletrônica de varredura, a persistência de resíduos no interior do canal radicular oriundos de medicações intracanal à base de Ca(OH)2 associado a diferentes veículos.Métodos: 36 incisivos bovinos tiveram suas coroas seccionadas,os canais radiculares preparados e separados aleatoriamente em seis grupos distintos, de acordo com o tipo de pasta medicamentosa a ser utilizada. No Grupo I(controle), os canais não receberam qualquer tipo de medicação intracanal. No Grupo II, os canais foram totalmente preenchidos com pó de hidróxido de cálcio P.A. O Grupo III recebeu uma mistura de Ca(OH)2 com soro fisiológico,enquanto os canais do Grupo IV foram preenchidos com Ca(OH)2 misturado com glicerina. Hidróxido de cálcio associado a propilenoglicol 400 ou polietilenoglicol 400 foi utilizado nos Grupos V e VI, respectivamente. Após uma semana, a medicação intracanal foi removida, as raízes cisalhadas e preparadas para observação em microscópio eletrônico de varredura. Fotomicrografias representativas do terço apical de cada grupo experimental foram obtidas e analisadas quantitativamente por meio de grade de integração,com resultados expressos em porcentagem de debris recobrindo as paredes dentinárias. Resultados: a análise estatística (análise de variância complementada por teste de Tukey, α=0,05) evidenciou diferenças significativas entre os grupos testados, indicando que o hidróxido de cálcio associado ao propilenoglicol ou polietilenoglicol apresentou maior persistência de resíduos no canal. As paredes dentinárias de canais que receberam medicação à base de hidróxido de cálcio puro ou associado à glicerina apresentaram quantidades de debris semelhantes ao grupo controle. Conclusões: medicamentos à base de Ca(OH)2 puro ou sua associação com...

Introduction: There is a possibility of intracanal medicationremain in the root canal even after its removal priorto obturation. The present study aims to evaluate underscanning electron microscopy the persistence of residuesin the root canal from calcium hydroxide medicationsprepared with different vehicles. Methods: Thirtysixbovine incisors had their crowns removed, the rootcanals prepared and were assigned randomly to six differentexperimental groups, according to the intracanalmedication used. Group I (control) received no intracanalmedication, whereas root canals of Group II were filledwith P.A. calcium hydroxide. Group III received a mixtureof Ca(OH)2 and saline solution, in Group IV glycerin wasused as vehicle, and Groups V and VI received Ca(OH)2mixed with propylene glycol or polyethylene glycol 400,respectively. After one week, medication was removed,roots were split and the canals observed under the scanningelectron microscope. Representative photomicrographsof the apical third of each experimental groupwere observed and analyzed quantitatively by means ofa grid, with results expressed in percentage of canal wallscovered by debris. Results: Statistical analysis (one-wayANOVA and Tukey’s post hoc test, α=0.05) revealedsignificant differences between groups, indicating higheramounts of Ca(OH)2 residues in the canals where propyleneglycol or polyethylene glycol were used as vehicles.The dentinal walls of the canals that received pure P.A.calcium hydroxide or its association to glycerin presentedamounts of debris similar to the control group. Conclusions:Ca(OH)2 P.A. based medications or its associationto glycerin allows an easier removal from the root canal.

Resistência à tração e o módulo de elasticidade de calvárias de ratos enxertadas com diferentes biomateriais / Tensile strength and elastic modulus of rat calvaria grafted with different biomaterials

Objetivo: Avaliar a resistência à tração e o módulo de elasticidade do osso neoformado após enxerto com dois biomateriais: osso bovino inorgânico e polímero de mamona. Métodos: Foram utilizados 40 ratos albinos tipo Wistar (Ratus norvegicus), machos adultos, pesando entre 250g a 300g, divididos em 4 grupos (n=10) (G1,G2,G3,G4). Os grupos-controle G1 e G2, não receberam nenhum enxerto; nos grupos G3 e G4 foram criados defeitos não críticos de 3mm com broca tipo trefina na região da calvária, o grupo G3 recebeu osso bovino (Gen-ox®, Baumer S.A., Mogi Mirin, Brasil) e o grupo G4 recebeu o polímero de mamona (Poliquil Araraquara Produtos Quimicos Ltda., Araraquara, Brasil). Após seis meses da intervenção cirúrgica, os animais foram sacrificados e os espécimes coletados para testes de tração na máquina Universal Vitrodyne, modelo V1000 (Liveco Inc., Burlington, VT). Para comparação dos resultados entre os grupos, foram utilizados teste não-paramétrico Kruskal-Wallis, seguido pelo pós-teste Student-Newman-Keuls e para análise estatística foi utilizado o Software SigmaStat, versão 2.0, considerando as diferenças significativas quando o valor de p foi menor que 0,05. Resultados: O espécime de osso do grupo G4 mostrou-se significativamente mais resistente à tração quando comparado com o grupo G3, quanto ao módulo de elasticidade todos os grupos apresentaram resultados semelhantes. Conclusão: O polímero de mamona mostrou-se um material promissor para enxerto ósseo, pois apresentou maior resistência à tração quando comparado ao osso bovino e quanto ao módulo de elasticidade foi semelhante entre os dois biomateriais. Porém, novos estudos devem ser desenvolvidos para determinar outros parâmetros.

Objective: This study aimed to assess the tensile strength and the elastic modulus of newly formed bone after grafting with two biomaterials: inorganic bovine bone and castor bean polymer. Methods: Forty adult male albino Wistar (Ratus norvegicus) rats weighing from 250g to 300g were used. They were divided into four groups (n=10), G1, G2, G3 and G4. The control groups G1 and G2 did not receive any graft. Non-critical defects were created in the calvarium region of groups G3 and G4 with a trephine drill. Group G3 was grafted with bovine bone (Gen-ox®, Baumer S.A., Mogi Mirin, Brazil) and group G4 with castor bean polymer (Poliquil Araraquara Produtos Quimicos Ltda., Araraquara, Brazil). Six months after the surgical intervention, the animals were killed and the specimens were collected for tensile strength tests in a Universal Vitrodyne machine, model V1000 (Liveco Inc., Burlington, VT). The nonparametric Kruskal-Wallis test was used to compare the results of the groups followed by the Student-Newman-Keuls test. Statistical analysis was done by the software SigmaStat, version 2.0. The significance level was set at 5%. Results: The tensile strength of the bone specimens of group G4 was significantly higher than that of G3. All groups presented a similar elastic modulus. Conclusion: Castor bean polymer proved to be a promising material for bone grafting, since it presented a higher tensile strength than bovine bone. These biomaterials presented similar elastic modulus. However, new studies are necessary to determine other parameters.