Matriz colagênica de tendão bovino como potencial biomaterial para bioengenharia de tecidos / Collagenic matrix from bovine tendon as a potential biomaterial for tissue bioengineering

A Engenharia de Tecidos é um campo interdisciplinar que busca preservar, restaurar ou criar um tecido funcional, apoiando- se em três elementos fundamentais: células, fatores tróficos e carreadores. Um desses elementos, que ainda permanece sob intensa investigação, é o carreador. O objetivo do trabalho foi avaliar o comportamento tecidual ao implante de membrana colagênica derivada de tendão bovino em subcutâneo de camundongos. Nos animais do grupo controle foi feita apenas a incisão, divulsão e sutura. Depois de 3, 7, 15, 30 e 60 dias, os camundongos foram eutanasiados por dose excessiva de anestésico, sendo os tecidos reacionais coletados para análise histológica. Foram observados os seguintes parâmetros: biodegradação em relação ao tempo, vascularização, integração tecidual e reação de corpo estranho. O tecido adjacente ao material implantado apresentou infiltrado inflamatório nos períodos iniciais, com angiogênese e proliferação fibroblástica. No grupo experimental constatamos uma moderada reabsorção da membrana nos períodos de 15 e 30 dias e absorção completa aos 60 dias. A absorção foi mediada por células tipo macrófagos, sem a necessidade de células gigantes. Concomitantemente, houve a regeneração tecidual. No grupo controle observamos resultados compatíveis com o procedimento operatório, mostrando formação de coágulo e rede de fibrina nos primeiros períodos, proliferação angioblástica e fibroblástica nos períodos seguintes e regeneração tecidual nos 2 últimos períodos analisados. Diante dos resultados obtidos, podemos concluir que a membrana de tendão bovino é biocompatível e reabsorvível, posicionando- se como um promissor material a ser explorado pela medicina regenerativa.

Tissue Engineering is an interdisciplinary field that seeks to preserve, restore or create a functional tissue, relying on three key elements: cells, growth factors and carriers. Thus, our objective was to evaluate the reactional tissue induced by collagenic matrices derived from bovine tendon in the subcutaneous tissue of mice. Thereafter, the animals were killed at 3, 7, 15, 30 and 60 days post-surgery of implantation and tissues collected for histological analysis for analyzing: biodegradation, angiogenesis, tissue integration and foreign body reaction. The reactional tissue showed a moderate inflammatory infiltrate, with angiogenesis and fibroblast- like cells proliferation, while a moderate resorption of the membrane was found at 15 and 30 days and it being complete at 60 days. Our results suggest that the absorption was mediated by mononuclear cells such as macrophages, without giant cells involvement. Based on these results, we conclude that the membrane of bovine tendon is biocompatible and absorbable, it being a promising material to be exploited for regenerative medicine.

Análise morfométrica da resposta tecidual ao osso bovino misto medular implantado em defeito ósseo na calvária de rato / Morphometric analysis of tissue response to mixed bovine bone marrow implanted in bone defects in rat calvaria

O propósito deste trabalho foi avaliar o reparo ósseo de defeito de tamanho crítico em crânio de ratos tratados com disco de osso bovino misto (OBM) medular poroso. Foram utilizados 30 ratos Wistar machos adultos submetidos à cirurgia para confecção de um defeito circular de 8 mm de diâmetro removendo toda a díploe da calvaria. Os defeitos foram preenchidos com um disco de OBM de 8 mm de diâmetro por 3 mm de espessura, enquanto no grupo controle o defeito ósseo foi preenchido com coágulo sanguíneo do próprio animal. Os animais foram mortos após 30, 60 e 120 dias. As peças foram removidas, fixadas em formol 10% tamponado, desmineralizadas e processadas pela técnica histotécnica padrão para coloração em hematoxilina e eosina. Os cortes foram submetidos à análise histológica descritiva e morfometria (densidade de volume). Os resultados demonstraram uma pequena diminuição do material implantado com o decorrer dos períodos experimentais, sugerindo uma reabsorção lenta e gradual do OBM. Em contrapartida foi observado uma pequena neoformação óssea nos dois grupos (teste e controle) e formação de tecido conjuntivo denso nas áreas do defeito ósseo aos 120 dias também nos dois grupos. O tecido conjuntivo, no grupo teste, foi capaz de penetrar nos poros do material e ocupar esses espaços com o passar dos períodos. Dentro dos limites desse estudo, pode-se afirmar que o OBM é biocompativel, no entanto, não apresenta capacidade osteocondutora ou osteoindutora em defeitos críticos na calvária de ratos Wistar.

The purpose of this study was to evaluate bone repair of critical size defects in the calvarias of rats treated with bovine bone mixed disk (OBM) porous medullary. We used 30 adult male Wistar rats that underwent surgery to confection a bone defect of 8 mm diameter circular removing diploe calvaria completely. The defects were filled with a disc of OBM 8 mm diameter and 3 mm thick, while the control group the bone defect was filled with blood clot. The animals were killed after 30, 60 and 120 days. The pieces were removed, fixed in 10% buffered formalin, demineralized and processed by standard technique to staining with hematoxylin and eosin. The sections were submitted to descriptive histology and morphometry (volume density). The results showed a small decrease of the implanted material in the course of the experimental periods, suggesting a slow and gradual resorption of the OBM. On the other hand, there was a small new bone formation observed in both groups (test and control) and formation of dense connective tissue areas of the bone defect at 120 days also in the two groups. The connective tissue in the test group was able to penetrate the pores of the material and occupy these spaces over the periods. Within the limits of this study, it can be said that the OBM is biocompatible, however, does not have osteoinductive or osteoconductive capacity in critical defects in the calvaria of rats.

Postmortem acinar autolysis in rat sublingual gland: a morphometric study

ABSTRACT OBJECTIVE: To analyze and to quantify morphological acinar postmortem changes in rat sublingual glands (SLG). MATERIAL AND METHODSs: Fifty rats were divided into two groups of 25 animals each. Group I was used for morphological and morphometric evaluations and group II for the determination of gland density and processed gland volume. Acinar autolytic changes were studied at 0 (control group), 3, 6, 12 and 24 h postmortem periods. The morphometric analysis of the volume density (Vv) and total volume (Vt) of intact (ia) and autolyzed (aa) acini was performed under light microscopy using a Zeiss II integration grid with 100 symmetrically distributed points. RESULTS: Morphologically, temporal progressive nuclear alterations and gradual loss of the structural architecture of acinar cells were found. Regarding quantitative results, both the Vvaa and the Vvia showed statistically significant differences among all postmortem periods (p<0.05). Vvaa increased from 0.42 percent at 0 h to 75.84 percent at 24 h postmortem and Vvia decreased from 71.16 percent to 0 percent over the same period. For Vtaa and Vtia, no statistically significant differences occurred between 12-24 h and 0-3 h (p>0.05), respectively. Vtaa increased from 0.18 mm³ at 0 h to 38.17 mm³ at 12 h, while Vtia showed a decrease from 33.47 mm³ to 0 mm³ between 3-24 h postmortem. Data concerning Vtaa were adjusted by two-variable linear regression, obtaining the equation: y=-3.54 + 3.38x (r²=0.90). The Vtaa growth rate calculated by this equation was 3.38 mm³/h between 0-12 h. CONCLUSION: Acinar autolysis on rat SLG demonstrated the most significant signs during the first 6 h postmortem and was widely spread through the gland at 12 h.

Biocompatibility evaluation of a new bioresorbable pin for membrane fixation

The aim of this study was to morphometrically analyze the tissue response to a customized pin obtained from devitalized bovine cortical bone (DBCB-pin) implanted in the subcutaneous tissue of rats, as well as to assess its microstructural aspect by scanning electron microscopy (SEM). The pins were implanted in the subcutaneous tissue of 20 rats, which were killed at 7, 14, 28 and 60 days (5 rats/period) after implantation. In the subcutaneous tissue, DBCB-pin promoted the formation of a fibrous capsule. At 7 days, capsule showed thickness of 70 ± 3.2 µm with higher density of newly formed capillaries and smaller density of collagen fibers. Between 14 and 60 days, more organized fibrous capsule exhibited smaller thickness (53 ± 5.5 µm) with higher density of fibroblasts and collagen fibers. In this period, a small and slow bioresorption of the DBCB-pin by macrophages and rare multinucleated giant cells without tissue damage was observed. The thickness of DBCB-pin resorbed was in mean only of 9.3 µm. During all experimental periods not occurred presence of immune reaction cells as lymphocytes and plasma cells. It was concluded that the pin derived from cortical bovine bone was well tolerated by subcutaneous tissue of rats and slowly resorbed could be an alternative material for membrane fixation in the guided tissue regeneration procedures.

O objetivo deste estudo foi analisar morfometricamente a resposta tecidual a um pino obtido a partir de osso bovino desvitalizado cortical (DBCB pinos) implantado no tecido subcutâneo de ratos, bem como para avaliar o seu aspecto microestrutural por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os pinos foram implantados no tecido subcutâneo de 20 ratos, que foram sacrificados aos 7, 14, 28 e 60 dias (5 animais / período) após a implantação. No tecido subcutâneo, o pino DBCB promoveu a formação de uma cápsula fibrosa. Aos 7 dias, a cápsula apresentou espessura de 70 ± 3,2 μm com maior densidade de capilares neoformados e menor densidade de fibras colágenas. Entre 14 e 60 dias, a cápsula fibrosa apresentava-se mais organizada e exibiram menor espessura (53 ± 5,5 μm) com maior densidade de fibroblastos e fibras colágenas. Nesse período, foi observada uma bioreabsorção pequena e lenta dos pinos DBCB por macrófagos e raras células gigantes multinucleadas, sem dano tecidual. A espessura dos pinos DBCB reabsorvidos foi em média de apenas 9,3 µm. Durante todos os períodos experimentais não ocorreu presença de células como linfócitos e células plasmáticas. Concluiu-se que o pino derivado de osso bovino cortical foi bem tolerado pelo tecido subcutâneo de ratos e reabsorvido lentamente, sendo um potencial material alternativo para fixação da membrana nos procedimentos de regeneração tecidual guiada.

Acompanhamento histomorfométrico e radiográfico do reparo de defeito crítico em crânio de ratos preenchidos com associação de osso medular bovino e BMP / Histomorphometric and radiographic monitoring the repair of critical defects in skulls of rats completed with combination of medular bovine bone plus BMP

O objetivo deste trabalho foi avaliar histomorfometricamente o processo de reparo de defeito ósseo perene na calvária de ratos preenchidos com grânulos de osso medular bovino desproteinizado, associado a um pool de proteínas morfogenéticas ósseas (BMPs) bovinas. Após 1, 3 e 6 meses, as calotas cranianas foram coletadas, processadas e as sessões obtidas coradas em Hematoxilina e Eosina. A análise histomorfométrica mostrou que o xenoenxerto não foi completamente degradado durante os períodos estudados, com a densidade de volume do material implantado permanecendo próximo de 50% em todos os períodos (p > 0,05). No grupo controle a densidade de volume do tecido conjuntivo era de 62,5% ± 8,81% (1° mês), diminuindo significantemente para 40,2% ± 7,5% após 6 meses (p < 0,05), enquanto que o volume de tecido ósseo neoformado passou de 37,5% ± 8,81% no 1° mês para 59,8% ± 7,5% aos 6 meses (p < 0.05). No grupo experimental, o volume de tecido conjuntivo diminuiu de 45,8% ± 7,8% (1° mês) para 31,8% ± 8,38% (6° mês), ao passo que o volume do tecido ósseo neoformado aumentou de 7,0% ± 2,45% (1° mês) para 19,6% ± 11,04% (6° mês) (p < 0,05). Conclui-se que, a despeito da biocompatibilidade e propriedade osteocondutora do xenoenxerto, o composto estudado retardou o reparo ósseo em defeito críticos no crânio de ratos.

The objective of this study was to evaluate the healing process of perennial bone defect in the skull of rats promoted by treating the defects with inorganic granules of bovine bone plus a pool of bone morphogenetic proteins (BMPs). After 1, 3 and 6 months from surgery, the whole skulls were carefully collected and sections obtained were stained with Hematoxylin & Eosin. We showed that implanted material was not completely resorbed during the periods studied, remaining around 50% in all periods (p > 0.05). In the control group the volume of connective tissue decreased significantly from 62.5% ± 8.81% (1 month) to 40.2% ± 7.5% after 6 months (p < 0.05), while that the amount of neoformed bone increased from 37.5% to ± 8.81% (1 month) to 59.8% ± 7.5% (6 months) (p < 0.05). On the other hand, in the experimental group, the volume of connective tissue decreased from 45.8% ± 7.8% (1 month) to 31.8% ± 8.38% (6 months), while the amount of neoformed bone tissue increased from 7.0% ± 2.45% (1 month) to 19.6% ± 11.04% (6 months) (p < 0.05). Based on results, we concluded that, despite the biocompatibility and osteoconductive property of signaling molecules such as BMPs, their combination with bovine bone particles delayed the new bone formation in critical defects rats.

Regeneração óssea em Odontologia com a utilização do substituto ósseo composto xenogênico Gen Mix / Bone regeneration in Dentistry with use of composed bone substitute Gen Mix

O presente estudo avaliou quatro casos clínicos onde um xenoenxerto bovino composto osteossubstituto foi usado para regeneração da perda óssea. Três casos de alvéolos dentais pós-extração atraumática e um caso de procedimento de elevação de seio maxilar usando técnica de reposição lateral, objetivando a colocação de implante, foram tratados com xenoenxerto composto. Quatro a oito meses, previamente à colocação de implante, as áreas enxertadas foram reoperadas e biópsias ósseas removidas por brocas trefinas. Após seis meses da colocação dos implantes, os elementos protéticos estiveram em função e mostrando sucesso clínico. A análise histológica das biópsias mostrou ausência de infiltrado inflamatório e presença de tecido ósseo neoformado fora e dentro de poros e fendas do biomaterial. O xenoenxerto foi biocompatível e permitiu a aposição de novo osso, indicando seu uso antes da colocação de implantes osseointegrados.

The present study evaluated four clinical cases where a xenograft bovine compound bone substitute was used for regeneration of bone loss. Three cases of dental sockets after non-traumatic tooth extractions and one case of maxillary sinus augmentation procedure using the lateral approach technique, aiming further implant placement, were treated with xenograft compound. Four to eight months before implant placement, the grafted areas were reopened and bone biopsies carried out by trephine burs. Six months after implant placement, the prosthetic elements were in function showing clinical success. Histological analysis of biopsies showed absence of inflammatory infiltrate and the presence of new bone tissue over and inside pores and grooves of the biomaterial as well. The xenograft was biocompatible and allowed the apposition of new bone, supporting its use before dental implant placement.

Clinical and histopathological analysis of intramucosal zirconia inserts used for improving maxillary denture retention

Intramucosal inserts made of zirconia ceramic have been used for the rehabilitation of edentulous patients. This study aimed to follow up on patients with complete dentures having intramucosal zirconia inserts and to perform a histological analysis of biopsies of the epithelium surrounding the inserts. Twelve 31-66-year-old subjects of both genders received complete denture treatment having the intramucosal inserts in place. Detailed clinical, prosthetic and surgical procedures were described. Clinical exams were done on postoperative days 3, 7, 15, 120 and 360. One year after denture placement, the subjects received local anesthesia and the tissues surrounding the insertion sites in the alveolar ridge were removed using a scalpel blade. Biopsies were fixed for up to 48 h in 10 percent phosphate-buffered formaldehyde and 5-µm-thick sections were cut and stained with hematoxylin and eosin and Gomori Trichrome. Immunohistochemistry was used to identify endothelium (anti-CD3) and T lymphocytes (anti-CD31). Removing and reinserting the denture was painful until day 15, but all patients reported a marked increase in the retention and stability of the complete denture with little or no discomfort after 30 days. The histopathological analysis showed that zirconia inserts were well tolerated by the oral mucosa, with the presence of collagen fibers in the tissue around the insert, with mild inflammatory response and allowing reepithelialization, expressed by parakeratosis, epithelial hyperplasia and presenting granular layer. In conclusion, intramucosal zirconia inserts did not affect the health of oral mucosa and provide adequate retention and stability of the complete denture and comfort to the patients.

Marcadores bioquímicos e microscópicos como ferramentas investigativas da resposta tecidual envolvidas com a associação de osso cortical bovino/colágeno em subcutâneo de ratos / Biochemical and microscopic analyses as investigative tool of tissue response involved with the association of bovine cortical bone/collagen in subcutaneous of rats

O objetivo deste trabalho foi avaliar a reposta tecidual à associação de osso bovino inorgânico e colágeno bovino liofilizado, implantados em subcutâneo de ratos. O composto (osso bovino + colágeno) foi acondicionado em cápsulas de colágeno transparente e posteriormente implantado no tecido conjuntivo subcutâneo de ratos. Os animais foram mortos após 10, 20, 30 e 60 dias da cirurgia e as peças recolhidas para análise microscópica e enzimática. Foram analisados os aspectos microscópicos da resposta tecidual, bem como a atividade específica da fosfatase ácida total, fosfatase ácida lisossomal, fosfatase ácida de baixa massa molecular, fosfatase ácida resistente ao tartarato (marcador de osteoclastos e alguns tipos de células gigantes multinucleadas) e da fosfatase alcalina. A análise enzimática mostrou que a atividade da fosfatase ácida lisossomal coincidiu com os períodos de maior presença de células gigantes multinucleadas inflamatórias. A análise microscópica revelou um moderado infiltrado inflamatório apenas no período de 10 dias, desaparecendo nos períodos seguintes. A presença de linfócitos e plasmócitos foi leve, sendo notada apenas no período de 10 dias. O grau de fibrosamento tendeu de moderado a intenso até o final do experimento. Dentro dos limites deste trabalho pode-se concluir que a combinação de osso cortical bovino + colágeno bovino liofilizado é biocompatível não exibindo sinais de resposta imunogênica, além disso, a atividade das fosfatases ácidas pode ser modulada em função do tempo, durante a resposta tecidual ao composto implantado em subcutâneo de ratos. O exato papel de cada uma dessas enzimas nesta complexa cadeia de eventos deve, ainda, ser investigado.

The objective of this work was to evaluate the rat tissue response under association of inorganic bovine bone and bovine collagen. Before experimentation, the association (bovine bone + collagen) was conditioned in collagen capsules and after implanted in rats subcutaneous tissue. Afterwards, the animals were killed as follows: 10, 20, 30 and 60 days after surgery. Immediately, the biopsies were collected and appropriately conditioned for both microscopic and biochemical analysis. The biochemical parameters evaluated were: specific activity of total acid phosphatase, lisossomal acid phosphatase, low molecular weight phosphatase, tartarateresistant acid phosphatase and of alkaline phosphatase. These results showed that lisossomal acid phosphatase activity coincided with the periods of bigger incidence of inflammatory multinucleated giant cells. Results from microscopic analysis showed a moderate infiltrated inflammatory at 10 days, decreasing at the following periods. Also, the presence of lymphocytes and plasmocytes was scored as light at 10 days. We found that fibrosis degrees were between moderate to intense at the final periods. Taken together, our results showed that association of cortical bovine bone plus bovine collagen is biocompatible by not showing signals of immune response. On the other hand, both acid and alkaline and phosphatase activities were modulated along the periods evaluated as responsive events.

Avaliação da biocompatibilidade de uma membrana de pericárdio bovino acelular e seu potencial como carreador de osteoblastos / Evaluation of the biocompatibility of an acellular bovine pericardium membrane and its potential as an osteoblast scaffold

A biocompatibilidade de uma membrana de pericárdio bovino foi avaliada em tecido subcutâneo de camundongos 3,7, 15, 30 e 60 dias após a implantação. Os componentes celulares da resposta inflamatória, a degradação da membranae as características do colágeno foram analisadas em cortes histológicos corados pela hematoxilina-eosina, tricrômico de Masson e Picro-Sírius, respectivamente. Para verificar seu potencial como carreador celular, osteoblastos humanos(hFOB1.19, ATCC) foram semeados sobre a membrana e mantidos em DMEM/F12 por 7 dias. Os resultados in vitro mostraram que os osteoblastos proliferaram em monocamada na superfície da membrana, mas sem penetrar em seu interior. A análise dos cortes histológicos demonstrou 3 dias após a implantação apenas a formação da rede de fibrina. Aos 7 dias, o material implantado estava circundado por células inflamatórias mononucleares, com pouca penetração celular no seu interior. Após 15 dias foi observado um intenso infiltrado inflamatório em contato e dentro do material,bem como sinais de degradação interna e externa. No período de 30 dias, o material, em processo bastante avançado de absorção, estava totalmente tomado por fibroblastos e macrófagos. Aos 60 dias pós-implantação, o material não foi maisdetectado em quaisquer dos animais e a tecido subcutâneo apresentava-se normal. Os cortes corados com Picro-Sírius e observados sob luz polarizada mostraram o remodelamento tecidual. Em conclusão, a membrana de pericárdio é bioabsorvívele biocompatível, porém, in vitro, não proporciona uma adequada matriz tridimensional para osteoblastos.

The biocompatibility of a pericardium membrane was evaluated in the subcutaneous tissue of mouse killed 3, 7, 15, 30 and 60 days post implantation. The cellular components of inflammatory infiltrate, the membrane degradation, and the collagen characteristic were analyzed in histological sections stained with hematoxilyn and eosin, Tricromic of Masson and Sirius Red, respectively. The potential features as a tissue engineering scaffold was tested in vitro using human osteoblasts (h.Fob 1.19, ATCC) seeded over the membrane and maintained for 7 days in DMEM/F12. We observed in vitro the monolayer proliferation of osteoblasts, but without penetrating in the membrane. The histological sections showed after 3 days of implantation only the presence of a fibrin net. At the 7-day period, mononuclear inflammatory cells were observed around the implant, but a few one were observed inside the membrane. After 15 days the inflammatory infiltrate was more intense than in the previous period and the cells were inside and in close contact to the material showing evident signs of internal and external degradation. The implant degradation was intense after 30 days and theresidual material was fulfilled of fibroblasts and macrophages. No signs of membrane were observed after 60 days in any animals and the subcutaneous tissue presented normal aspect. Sirius Red staining at polarized light had evidenced the tissue remodeling throughout the experimental periods. In conclusion, the pericardium membrane is bioabsorbable and biocompatible, but, in vitro, do not fulfill the requirements as a tridimensional scaffold to osteoblast.

Evaluation of surgical cavities filled with three types of calcium sulfate

The aim of this study was to evaluate histologically, three types of calcium sulfate - Merck (Brazil), Surgiplaster (Italy) and Capset (USA) - in surgically created defects on rabbit femurs. Twenty male New Zealand rabbits were used. Two surgical bone defects (5 mm diameter x 8 mm depth) were created on each distal epiphysis using a #3 Dentoflex trephine bur. Defects were filled with: group 1 - di-hydrated calcium sulfate (Merck); group 2 - Capset (Lifecore-USA); group 3 - Surgiplaster (Classimport-Italy); group 4 - control (blood clot). The animals were sacrificed 30, 60, 90 and 180 days postoperatively. Semi-serial 6-mm-thick sections were obtained, stained with hematoxylin and eosin and examined under light microscopy. Bone defects treated with calcium sulfate exhibited new bone formation regardless of the product trademark.

Effect of bovine bone morphogenetic proteins on radius fracture healing in rabbits

PURPOSE: To investigate the effect of bovine bone morphogenetic proteins (bBMPs) bound to hydroxyapatite plus collagen in the healing of unstable radius fractures. METHODS: A transverse fracture was induced at the mid of the diaphysis in both radii on 15 Norfolk rabbits with average age of 5.5 months and 3.5kg. A mixture of bBMPs bound to thin powdered hydroxyapatite (bBMP-HA) and bovine collagen as agglutinant was applied to the right radius fracture site. The left radius fracture was considered control and no treatment was used. After 30, 60 and 90 days (5 rabbits/period) the rabbits were euthanized and the radii were collected for histological analysis. RESULTS: The descriptive histological analysis revealed that repair was similar for both forelimbs. The histomorphometric analysis showed that the mean area of newly formed bone was 867442.16 mm², 938743.00 mm² and 779621.06 mm² for the control forelimbs, and 841118.47 mm², 788038.76mm² and 618587.24 mm² for the treated forelimbs at 30, 60 and 90 days, respectively. Thus the newly formed bone area was 12.17 percent larger in the forelimbs treated with bBMP-HA/collagen than in the control forelimbs (p<0.05, Tukey test) in the 60-day period after surgery. In both forelimbs the newly formed bone area increased throughout the experimental period until the complete fracture healing. CONCLUSION: Based on the result obtained here we concluded that bBMP-HA/collagen induced a lower but significant improvement in fracture consolidation.

OBJETIVO: Investigar a influência de Proteínas Morfogenéticas Osseas de origem bovina (bBMPs) ligadas a hidroxiapatita mais colágeno na consolidação de fraturas instáveis do rádio. MÉTODOS: Em 15 coelhos com aproximadamente 5,5 meses de idade e peso médio de 3,5kg foi realizada uma fratura transversa na porção média da diáfise do rádio de ambos os membros. Na fratura do rádio direito foi aplicada mistura de bBMPs ligadas à hidroxiapatita (bBMP-HA) e colágeno bovino como aglutinante e na do rádio esquerdo, considerada controle, nenhum tratamento foi usado. Os coelhos (cinco por período) foram submetidos à eutanásia aos 30, 60 e 90 dias após a cirurgia para realização do processamento histológico e análise microscópica. RESULTADOS: A análise histológica descritiva revelou que a consolidação foi similar para os membros tratado e controle. Pela análise histomorfométrica, a área de novo osso foi em média 867442,16 mm², 938743.00 mm² e 779621,06 mm² para os membros controles e 841118,47 mm², 788038,76mm² e 618587,24 mm² para os membros tratados, aos 30, 60 e 90 dias, respectivamente. Desta forma, aos 60 dias de pós-operatório a área de novo osso foi 12.17 por cento maior no membro tratado com bBMP-HA/colágeno em relação ao membro controle (p<0.05, teste de Tukey). Em ambos os membros a área de novo osso aumentou durante o período experimental até a total consolidação da fratura. CONCLUSÃO: Baseado nos resultados obtidos foi possível concluir que a mistura de bBMP-HA/colágeno induziu pequena, porém significante melhora na consolidação da fratura.

Effect of bovine bone morphogenetic proteins on radius fracture healing in rabbits / Efeito de proteínas morfogenéticas ósseas de origem bovina na consolidação de fraturas induzidas no rádio de coelhos

PURPOSE: To investigate the effect of bovine bone morphogenetic proteins (bBMPs) bound to hydroxyapatite plus collagen in the healing of unstable radius fractures. METHODS: A transverse fracture was induced at the mid of the diaphysis in both radii on 15 Norfolk rabbits with average age of 5.5 months and 3.5kg. A mixture of bBMPs bound to thin powdered hydroxyapatite (bBMP-HA) and bovine collagen as agglutinant was applied to the right radius fracture site. The left radius fracture was considered control and no treatment was used. After 30, 60 and 90 days (5 rabbits/period) the rabbits were euthanized and the radii were collected for histological analysis. RESULTS: The descriptive histological analysis revealed that repair was similar for both forelimbs. The histomorphometric analysis showed that the mean area of newly formed bone was 867442.16 mm², 938743.00 mm² and 779621.06 mm² for the control forelimbs, and 841118.47 mm², 788038.76mm² and 618587.24 mm² for the treated forelimbs at 30, 60 and 90 days, respectively. Thus the newly formed bone area was 12.17 percent larger in the forelimbs treated with bBMP-HA/collagen than in the control forelimbs (p<0.05, Tukey test) in the 60-day period after surgery. In both forelimbs the newly formed bone area increased throughout the experimental period until the complete fracture healing. CONCLUSION: Based on the result obtained here we concluded that bBMP-HA/collagen induced a lower but significant improvement in fracture consolidation.

OBJETIVO: Investigar a influência de Proteínas Morfogenéticas Osseas de origem bovina (bBMPs) ligadas a hidroxiapatita mais colágeno na consolidação de fraturas instáveis do rádio. MÉTODOS: Em 15 coelhos com aproximadamente 5,5 meses de idade e peso médio de 3,5kg foi realizada uma fratura transversa na porção média da diáfise do rádio de ambos os membros. Na fratura do rádio direito foi aplicada mistura de bBMPs ligadas à hidroxiapatita (bBMP-HA) e colágeno bovino como aglutinante e na do rádio esquerdo, considerada controle, nenhum tratamento foi usado. Os coelhos (cinco por período) foram submetidos à eutanásia aos 30, 60 e 90 dias após a cirurgia para realização do processamento histológico e análise microscópica. RESULTADOS: A análise histológica descritiva revelou que a consolidação foi similar para os membros tratado e controle. Pela análise histomorfométrica, a área de novo osso foi em média 867442,16 mm², 938743.00 mm² e 779621,06 mm² para os membros controles e 841118,47 mm², 788038,76mm² e 618587,24 mm² para os membros tratados, aos 30, 60 e 90 dias, respectivamente. Desta forma, aos 60 dias de pós-operatório a área de novo osso foi 12.17 por cento maior no membro tratado com bBMP-HA/colágeno em relação ao membro controle (p<0.05, teste de Tukey). Em ambos os membros a área de novo osso aumentou durante o período experimental até a total consolidação da fratura. CONCLUSÃO: Baseado nos resultados obtidos foi possível concluir que a mistura de bBMP-HA/colágeno induziu pequena, porém significante melhora na consolidação da fratura.

Ultrastructural and immunohistochemical study of the influence of fluoride excess on the development of rat incisor tooth buds

Little information is available on the pathogenesis of fluorosis during the fetal and initial postnatal period. In the present study, female rats received 0 (control), 7 or 100 ppm of sodium fluoride in drinking water, one week before breeding and throughout gestation and nursing periods. The hemimandibles of the offspring were collected at 0, 7 and 14 days of postnatal life (n = 5) and processed for morphological analyses by light and electron microscopy, immunohistochemical analysis for amelogenin and morphometric study of enamel matrix and ameloblasts of incisors. The results showed a decrease in matrix production at the secretory phase at all study periods for the 100 ppm group. In this same group, the secretory ameloblasts showed reduction of enamel matrix secretion, disorganization of mitochondrial crests, large vacuoles at the apical portion of the cytoplasm, retention of intracisternal material and dilatation of some cisterns in the rough endoplasmic reticulum. In the groups of animals aged 7 and 14 days, analysis of variance showed significant reduction (p<0.05) in cytoplasmic volume of 23.80 percent and 24.75 percent, respectively, in relation to the control group. The smooth-ended maturation ameloblasts exhibited a large number of vacuoles with electron-dense endocytic matrix, suggesting a delay in the resorption process. Immunohistochemical analysis showed no difference in the intensity and labeling pattern of the enamel matrix in any study group. Interestingly, in offspring at the age of 14 days for the 7 ppm group, there was an increase in the matrix length at the secretory phase. Therefore, part of the excessive dose of sodium fluoride given to the mother in drinking water can reach the offspring through the placenta and mother's milk, causing morphological changes in ameloblasts and suggesting a reduction in secretion and a delay in matrix resorption.

Evaluation of the cytocompatibility of mixed bovine bone

Treatment of bovine bone with peroxides and chaotropic agents aims to obtain an acellular bone matrix that is able to maintain the collagen-apatite complex and a higher mechanical resistance, a mixed biomaterial hereby named mixed bovine bone (MBB). The purpose of this study was to evaluate the cytocompatibility of MBB and cell-MBB interaction. Cell morphology, number of viable cells, ability to reduce methyltetrazolium and to incorporate neutral red upon exposure to different concentrations of the hydrosoluble extract of MBB were assessed in Balb-c 3T3 cells according to ISO 10993-5 standard. The interaction between cells and MBB surface was evaluated by scanning electron microscopy. The water-soluble MBB extracts were cytotoxic and led to cell death possibly due to its effect on mitochondrial function and membrane permeability. Cells plated directly onto the MBB did not survive, although after dialysis and material conditioning in DMEM + 10 percent FCS, the cells adhered and proliferated onto the material. It may be concluded that, in vitro, water-soluble MBB extracts were cytotoxic. Nevertheless, MBB cytotoxic effect was reverted by dialysis resulting in a material that is suitable for cell based-therapy in the bioengineering field.

O tratamento do osso bovino com peróxidos e agentes caotrópicos visa à obtenção de uma matriz óssea acelular, com manutenção do complexo colágeno-apatita e maior resistência mecânica, denominada osso bovino misto (OBM). O objetivo desse estudo foi avaliar a citocompatitiblidade do osso bovino misto e a interação célula-OBM. Células Balb-c 3T3 foram tratadas com diferentes concentrações do extrato hidrossolúvel do OBM (0,1g por mililitro de meio de cultura sem soro). Foram avaliadas a morfologia e número de células, a capacidade de redução do metil tetrazol e a incorporação de vermelho neutro, de acordo com o padrão ISO 10993-5. A interação células-OBM foi estudada por microscopia eletrônica de varredura. Os extratos hidrosolúveis do OBM levaram à morte celular, possivelmente devido à redução da função mitocondrial e aumento da permeabilidade de membrana. Células plaqueadas diretamente sobre o OBM não sobreviveram. Entretanto, após diálise e condicionamento com DMEM +10 por cento de soro fetal bovino, as células aderiram e proliferaram sobre o material. Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que o OBM é citotóxico. A citotoxicidade foi revertida por diálise resultando em um material adequado para terapia celular no campo da bioengenharia.

Assessment of bovine biomaterials containing bone morphogenetic proteins bound to absorbable hydroxyapatite in rabbit segmental bone defects

PURPOSE: To evaluate the osteo-regenerative capacity of two proprietary bone grafting materials, using a segmental defect model in both radial diaphyses of rabbits. METHODS: The right defect was filled with pooled bone morphogenetic proteins (pBMPs) bound to absorbable ultrathin powdered hydroxyapatite (HA) mixed with inorganic and demineralized bone matrix and bone-derived collagen, derived from bovine bone (Group A). The left defect was filled with bovine demineralized bone matrix and pBMPs bound to absorbable ultrathin powdered HA (Group B). In both groups, an absorbable membrane of demineralized bovine cortical was used to retain the biomaterials in the bone defects, and to guide the tissue regeneration. The rabbits were euthanized 30, 90 and 150 days after surgery. Radiographic, tomographic and histologic evaluations were carried out on all specimens. RESULTS: At 30 days, the demineralized cortical bone cover was totally resorbed in both groups. HA was totally resorbed from Group A defects, whereas HA persisted in Group B defects. A prominent foreign body reaction was evident with both products, more pronounced in sections from Group B. At 90 days, the defects in Group B exhibited more new bone than Group A. However, at 150 days after surgery, neither treatment had stimulated complete repair of the defect. CONCLUSION: The partial bone healing of the segmental defect occurred with low or none performance of the biomaterials tested.

OBJETIVO: Avaliar a capacidade osteo-regenerativa de dois biomateriais utilizando um modelo de defeito segmentar efetuado nas diáfises do rádio de coelhos. MÉTODOS: O defeito direito foi preenchido com pool de proteínas morfogenéticas ósseas (pBMPs) e hidroxiapatita em pó ultrafina absorvível (HA) combinada com matriz óssea inorgânica desmineralizada e colágeno, derivados do osso bovino (Grupo A). O defeito esquerdo foi preenchido com matriz óssea desmineralizada bovina com pBMPs e hidroxiapatita em pó ultrafina absorvível (Grupo B). Em ambos os defeitos utilizou-se membrana reabsorvível de cortical bovina desmineralizada para reter os biomateriais no defeito ósseo e guiar a regeneração tecidual. Os coelhos foram submetidos à eutanásia aos 30, 90 e 150 dias após a cirurgia. Foram efetuados exames radiográficos, tomográficos e histológicos em todos os espécimes. RESULTADOS: Aos 30 dias de pós-cirúrgico, o osso cortical desmineralizado foi totalmente reabsorvido em ambos os grupos. A HA tinha reabsorvido nos defeitos do Grupo A, mas persistiu nos do Grupo B. Uma reação de corpo estranho foi evidente com ambos os produtos, porém mais pronunciada no Grupo B. Aos 90 dias os defeitos do grupo B tinham mais formação óssea que os do Grupo A. Entretanto, aos 150 dias após a cirurgia, nenhum tratamento havia promovido o completo reparo do defeito. CONCLUSÃO: Os biomateriais testados contribuíram pouco ou quase nada para a reconstituição do defeito segmentar.

Avaliação histológica do implante do osso fetal bovino acelular e desmineralizado em subcutâneo de ratos / Histological evaluation of acellular and demineralized fetal bovine bone in the subcutaneous of rats

Objetivo: Avaliar a resposta tecidual ao implante do osso fetal bovino (FBB) acelular e desmineralizado em subcutâneo de ratos. Métodos: O FBB foi obtido em frigorífico local, transportado em gelo para o laboratório, onde foi lavado, tratado mecânica e quimicamente (álcalis e solventes orgânicos) para remoção de débris, células e sangue; a desmineralização do material foi obtida com ácido clorídrico 0,6M a 4°C e neutralização com tampão fosfato em pH 7,4). Foram utilizados 40 ratos machos Wistar divididos em dois grupos: teste e controle (n = 5). No grupo teste um bloco de FBB (1 x 1 x 1cm) foi implantado no tecido subcutâneo de cada animal. No grupo controle os procedimentos cirúrgicos foram idênticos aos do grupo teste, mas sem a colocação do material. Após 10, 20, 30 e 60 dias os animais foram mortos e as peças coletadas, fixadas em formol a 10 por cento tamponado, lavadas, desidratadas, diafanizadas em xilol e incluídas em parafina. Cortes com 6µm de espessura foram corados com hematoxilina-cosina. Resultado: A análise microscópica indicou que o osso fetal bovino foi circundado por tecido conjuntivo aos 10 dias. Entre 20 e 30 dias observou-se a substituição gradual do tecido conjuntivo em contato com o material implantado por tecido adiposo. No período de 60 dias notou-se acentuada diminuição das trabéculas ósseas do material implantado, sugerindo discreta absorção do material implantado e a substituição do tecido conjuntivo frouxo que circundava as partículas por tecido adiposo. Em nenhum dos períodos experimentais foram observados linfócitos ou plasmócitos no tecido reacional ou destruição tecidual. Raras áreas apresentaram células gigantes multinucleadas. A análise semiquantitativa das lâminas não demonstrou diferença significativa (p>0,05) entre os grupos controle e FBB com relação ao infiltrado inflamatório, presença de vasos e grau de fibrosamento. Conclusão: Considerando que o material não induziu destruição tecidual ou recrutamento de células do sistema imunológico, foi parcialmente absorvido e bem tolerado pelo tecido, os autores concluem que o osso fetal bovino foi biocompatível

Morphometric study of the postnatal growth of the parotid gland of the mouse

O crescimento das glândulas parótidas do camundongo durante 7 e 35 dias de vida pós-natal foi estudado por métodos morfométricos. A massa glandular, o volume de cada compartimento morfológico e o número de células em cada compartimento foram avaliados. Os dados obtidos para cada dimensão avaliada foram ajustados por equação exponencial, tipo Y = a.ek.x, permitindo o cálculo do seu tempo de duplicação médio (TD), ou seja, uma estimativa da sua velocidade de crescimento. A análise dos resultados mostrou a ocorrência de um marcante aumento de massa glandular no período estudado de 1.424%, com TD = 7,10 dias. Esse crescimento glandular ocorreu por aumentos nos volumes absolutos dos ácinos, dos ductos intercalares, dos ductos estriados, dos ductos excretores e do estroma, com aumentos percentuais de, respectivamente, 3.048%, 417%, 2.662%, 2.594% e 367%, e TDs de 5,62, 11,71, 5,55, 5,47 e 14,45 dias. A análise da evolução do número de células em cada compartimento demonstrou aumentos de, respectivamente, 1.904%, 285%, 1.228%, 1.090% e 286% e TDs de 6,62, 20,40, 7,19, 7,26 e 14,51 dias. Baseados nos resultados aqui obtidos, concluímos que o crescimento das glândulas parótidas do camundongo entre os dias 7 e 35 de idade ocorre por intenso acúmulo de células, principalmente nos ácinos e nos ductos estriados e excretores, com uma velocidade de crescimento sensivelmente maior que nos ductos intercalares e no estroma.

Rat subcutaneous tissue response to macrogranular porous anorganic bovine bone graft

The ideal bone graft must present biocompatibility, osteoconductive and osteoinductive properties, resistance and plasticity. Xenogenic grafts of bovine cancellous bone origin are particularly interesting due to their biologically designed porous structure that enhance both cellular and vascular invasion. The purpose of this study was to evaluate the tissue response induced by bovine macrogranular porous anorganic bone implanted in rat subcutaneous tissue. Forty rats were assigned to 2 groups, as follows: the control group received empty collagen capsules and the test group received subcutaneous implants of the test material. Samples were collected after 10, 20, 30 and 60 days and processed histologically. Histological analysis showed at 10 days a granulomatous inflammatory infiltrate, rich in multinucleated giant cells and free of lymphocytes or plasma cells, similarly to mineralized allograft implanted in rat subcutaneous. In later periods, there was a significant decrease in the inflammatory infiltrate and an increase in fibrosis around graft particles. In conclusion, the test material induced a foreign body-type granuloma with subsequent fibrosis around the graft particles implanted in rat subcutaneous and did not elicit any immune response, thus being considered biocompatible.

O enxerto ósseo ideal deve possuir características como biocompatibilidade, capacidade osteocondutora, osteoindutora, resistência e plasticidade. Dentre os implantes xenogênicos de origem bovina, os produzidos com o osso esponjoso revestem-se de particular interesse devido a sua arquitetura constituída de poros biologicamente desenhados que favorecem a invasão celular e vascular até o centro do defeito. O objetivo deste estudo foi avaliar a resposta tecidual ao material de osso inorgânico medular bovino macrogranular. Quarenta ratos foram divididos em 2 grupos (n=20): o grupo controle recebeu cápsulas de colágeno vazias, e o grupo experimental recebeu implante subcutâneo do material teste. As amostras foram coletadas após 10, 20, 30 e 60 dias de implantação e processadas histotecnicamente. A análise histológica mostrou aos 10 dias pós-cirúrgicos que o infiltrado inflamatório era do tipo granulomatoso rico em células gigantes multinucleadas, mas livre de linfócitos ou plasmócitos, quadro similar ao observado para aloenxertos mineralizados implantados em subcutâneo de ratos. Com o avançar do tempo experimental houve significante diminuição do infiltrado inflamatório inicial concomitantemente ao aumento no grau de fibrosamento ao redor das partículas implantadas. Concluiu-se que o material de enxerto testado em tecido conjuntivo subcutâneo de ratos induziu um granuloma tipo corpo estranho e fibrose ao redor das partículas implantadas, resposta semelhante do mesmo tecido aos aloenxertos mineralizados, e não desencadeou nenhuma resposta imune, sendo portanto biocompatível.

Microscopic analisys of porous microgranular bovine anorganic bone implanted in rat subcutaneous tissue

A resposta tecidual ao osso inorgânico bovino medular implantado em subcutâneo de rato foi avaliada por análise subjetiva através de microscopia de luz. Quarenta ratos foram divididos em 2 grupos: controle (cápsulas vazias de colágeno) e teste (cápsulas de colágeno contendo 0,1g do biomaterial) e mortos 10, 20, 30 e 60 dias após a implantação. Histologicamente, aos 10 dias, observou-se infiltrado inflamatório crônico composto por macrófagos e Células Gigantes Multinucleadas Inflamatórias (IMGC). Neutrófilos, plasmócitos e linfócitos estavam presentes de maneira discreta, desaparecendo durante o processo de reparo tecidual. A porosidade do material foi preenchida pelo tecido conjuntivo reacional mostrando as IMGC. A fibrose foi mais intensa aos 60 dias e evidentemente superior ao grupo controle. Entretanto, o material não causou reações adversas severas, não estimulando a resposta imunológica. Baseado nos resultados encontrados, concluímos que o osso inorgânico bovino medular foi bem tolerado pelo tecido conjuntivo de rato.

Microscopic analisys of porous microgranular bovine anorganic bone implanted in rat subcutaneous tissue%Análise microscópica do osso bovino inorgânico microgranular implantado em subcutâneo de ratos

A resposta tecidual ao osso inorgânico bovino medular implantado em subcutâneo de rato foi avaliada por análise subjetiva através de microscopia de luz. Quarenta ratos foram divididos em 2 grupos: controle (cápsulas vazias de colágeno) e teste (cápsulas de colágeno contendo 0,1g do biomaterial) e mortos 10, 20, 30 e 60 dias após a implantação. Histologicamente, aos 10 dias, observou-se infiltrado inflamatório crônico composto por macrófagos e Células Gigantes Multinucleadas Inflamatórias (IMGC). Neutrófilos, plasmócitos e linfócitos estavam presentes de maneira discreta, desaparecendo durante o processo de reparo tecidual. A porosidade do material foi preenchida pelo tecido conjuntivo reacional mostrando as IMGC. A fibrose foi mais intensa aos 60 dias e evidentemente superior ao grupo controle. Entretanto, o material não causou reações adversas severas, não estimulando a resposta imunológica. Baseado nos resultados encontrados, concluímos que o osso inorgânico bovino medular foi bem tolerado pelo tecido conjuntivo de rato