The round ligament in developmental hip dysplasia: are its mechanical and histological properties preserved? / O ligamento redondo na displasia do desenvolvimento do quadril: suas propriedades mecânicas e histológicas são preservadas?

ABSTRACT Introduction During open surgical dislocated hip reduction, several anatomical structures, such as the round ligament, are approached. However, there is controversy over both the possibility of preserving the ligament and its functional importance. Materials and Methods This experimental study used skeletally immature rabbits as a model for congenital hip dislocation. Thirty-six rabbits comprised the sample that was submitted to the round ligament analysis. The sample was stratified for analysis (biomechanics, zymography, histology, and immunohistochemistry). Statistical analysis compared the unstable side to the control side of each rabbit. Results Biomechanical assays showed that the mean maximal strength of the round ligament on the unstable side was similar to that of the control side (p = 0.594), which was also the case with maximum deformation (p = 0.328). Histologically, there was a statistically significant increase in cellularity on the unstable side (p <0.001). Additionally, there was significantly greater collagen occupancy on the control side (p <0.001). Zymography revealed no significant difference in the amount of active metalloproteinase 2 (MMP-2) (p = 0.068). Conclusions Although histological analysis found evidence of significant changes in the RL in unstable hips, there were no significant differences in zymography, and no changes were observed in biomechanical tests. Evidence Level V; Experimental study.

RESUMO Introdução Durante a redução cirúrgica aberta de luxação de quadril, várias estruturas anatômicas são abordadas, entre elas, o ligamento redondo. No entanto, há controvérsias quanto à possibilidade de preservação desse ligamento, bem como sua importância funcional. Materiais e Métodos Este estudo experimental usou coelhos esqueleticamente imaturos como modelo de luxação congênita do quadril. Trinta e seis coelhos compuseram a amostra que foi submetida à análise do ligamento redondo. A amostra foi estratificada para análise (biomecânica, zimografia, histologia e imuno-histoquímica). A análise estatística comparou o lado instável com o lado controle de cada coelho. Resultados Os ensaios biomecânicos mostraram que a força máxima média do ligamento redondo no lado instável era semelhante ao lado controle (p = 0,594), o que também ocorreu com a deformação máxima (p = 0,328). Em termos histológicos, houve um aumento estatisticamente significante da celularidade no lado instável (p < 0,001). Além disso, houve maior ocupação de colágeno no lado controle (p < 0,001). A zimografia não mostrou diferença significativa da quantidade de metaloproteinase 2 ativa (MMP-2) (p = 0,068). Conclusões Embora a análise histológica tenha encontrado evidências de alterações significativas do LR nos quadris instáveis, não houve diferenças significativas na zimografia e não foram observadas alterações nos testes biomecânicos. Nível de evidência V; Estudo experimental.

Treatment of osteochondral injuries with platelet gel

OBJECTIVES: Treatments for injured articular cartilage have not advanced to the point that efficient regeneration is possible. However, there has been an increase in the use of platelet-rich plasma for the treatment of several orthopedic disorders, including chondral injuries. Our hypothesis is that the treatment of chondral injuries with platelet gel results in higher-quality repair tissue after 180 days compared with chondral injuries not treated with gel. METHODS: A controlled experimental laboratory study was performed on 30 male rabbits to evaluate osteochondral injury repair after treatment with or without platelet gel. Osteochondral injuries were surgically induced in both knees of each rabbit at the medial femoral condyle. The left knee injury was filled with the platelet gel, and the right knee was not treated. Microscopic analysis of both knee samples was performed after 180 days using a histological grading scale. RESULTS: The only histological evaluation criterion that was not significantly different between treatments was metachromasia. The group that was treated with platelet gel exhibited superior results in all other criteria (cell morphology, surface regularity, chondral thickness and repair tissue integration) and in the total score. CONCLUSION: The repair tissue was histologically superior after 180 days in the study group treated with platelet gel compared with the group of untreated injuries. .

Light-emitting diode effects on combined decellularization of tracheae. A novel approach to obtain biological scaffolds

PURPOSE: To obtain a decellularized tracheal scaffold associating traditional approaches with the novel light-emitting diode (LED) proposal. METHODS: This study was performed with New Zealand adult rabbits weighing 3.0 - 4.0 kg. Different protocols (22) were used combining physical (agitation and LED irradiation), chemical (SDS and Triton X-100 detergents), and enzymatic methods (DNase and RNase). RESULTS: Generally, the cells surrounding soft tissues were successfully removed, but none protocol removed cells from the tracheal cartilage. However, longer protocols were more effective. The cost-benefits relation of the enzymatic processes was not favorable. It was possible to find out that the cartilaginous tissue submitted to the irradiation with LED 630nm and 475 nm showed an increased number of gaps without cells, but several cells were observed to be still present. CONCLUSION: The light-emitting diode is a promising tool for decellularization of soft tissues. .

Alterações da matriz extracelular causadas pelo diabetes: o impacto sobre a continência urinária / Changes in the extracellular matrix due to diabetes and their impact on urinary continence

A prevalência de incontinência urinária em gestantes diabéticas é significantemente elevada e persiste por até dois anos após o parto cesárea, podendo ser a sequela mais frequente da hiperglicemia gestacional comparada a outras complicações. Dessa forma, identificar os fatores de risco para o desenvolvimento da incontinência urinária em diabéticas é o principal objetivo na prevenção dessa condição tão comum. Pesquisas recentes apontam que não apenas o músculo uretral mas também a matriz extracelular uretral desempenham papel importante no mecanismo da continência urinária. Os trabalhos do nosso grupo de pesquisa evidenciaram que, em ratas, o diabetes durante a prenhez lesa a matriz extracelular e o músculo estriado uretral, o que pode explicar a alta prevalência de incontinência e disfunção do assoalho pélvico em mulheres com diabetes mellitus gestacional. O diabetes exerce efeito sobre a expressão, organização e alteração dos componentes da matriz extracelular em diversos órgãos, e a remodelação do tecido e a fibrose parecem ser uma consequência direta dele. Assim, a compreensão do impacto de fatores de risco modificáveis, como o diabetes, permitirá que, utilizando estratégias preventivas, reduzamos as taxas de incontinência urinária, bem como os custos de assistência à saúde, e melhoremos a qualidade de vida das mulheres, especialmente na gestação e no pós-parto.

The prevalence of urinary incontinence in diabetic pregnant women is significantly high two years after cesarean section. Incontinence can be the most common consequence of hyperglycemia compared to other complications. Thus, identifying the risk factors for the development of urinary incontinence in diabetes is the major aim in the prevention of this very common condition. Recent surveys have shown that not only muscle but also the urethral extracellular matrix play an important role in the mechanism of urinary continence. Translational work on rats by our research group showed that diabetes during pregnancy damages the extracellular matrix and urethral striated muscle, a fact that may explain the high prevalence of urinary incontinence and pelvic floor dysfunction in women with gestational diabetes mellitus. Diabetes affects the expression, organization and change in extracellular matrix components in different organs, and tissue remodeling and fibrosis appear to be a direct consequence of it. Therefore, understanding the impact of modifiable risk factors, such as diabetes, which involves using preventive strategies, can reduce the rates of urinary incontinence and the health care costs, and improve the quality of life of women, especially during pregnancy and postpartum.

O tabagismo está associado com a remodelação de junções comunicantes no coração de ratos: explicação do paradoxo dos fumantes? / Smoking is associated with remodeling of gap junction in the rat heart: smoker's paradox explanation?

FUNDAMENTO: Em estudo anterior, utilizando o modelo de ratos, a exposição à fumaça do cigarro durante 5 semanas aumentou a sobrevida após IAM, apesar da idade similar e tamanho do infarto entre fumantes e não fumantes, e da ausência de reperfusão. OBJETIVO: Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo analisar os efeitos da exposição à fumaça do cigarro sobre a intensidade, distribuição ou fosforilação da conexina 43 no coração de ratos. MÉTODOS: Ratos Wistar, pesando 100 g, foram distribuídos aleatoriamente em 2 grupos: 1) Controle (n = 25); 2) Expostos à fumaça do cigarro (ETS), n = 23. Depois de 5 semanas, foram conduzidas análise morfométrica do ventrículo esquerdo, imuno-histoquímica e Western blot para conexina 43 (Cx43). RESULTADOS: A fração do volume de colágeno, as áreas transversais e o peso ventricular não foram estatisticamente diferentes entre os grupos controle e ETS. O grupo ETS apresentou uma coloração de menor intensidade da Cx43 em discos intercalados (Controle: 2,32 ± 0,19; ETS: 1,73 ± 0,18; p = 0,04). A distribuição da Cx43 em discos intercalados não diferiu entre os grupos (Controle: 3,73 ± 0,12; ETS: 3,20 ± 0,17; p = 0,18). Os ratos do grupo ETS mostraram um nível maior de forma desfosforilada da Cx43 (Controle: 0,45 ± 0,11; ETS: 0,90 ± 0,11; p = 0,03). Por outro lado, o Cx43 total não diferiu entre os grupos de controle e ETS (Controle: 0,75 ± 0,19; ETS: 0,93 ± 0,27; p = 0,58). CONCLUSÃO: A exposição à fumaça do cigarro resultou na remodelação das junções comunicantes cardíacas, caracterizada por alterações na quantidade e fosforilação da Cx43 em corações de ratos. Essa constatação pode explicar o paradoxo dos fumantes observado em alguns estudos.

BACKGROUND: In a previous study utilizing the rat model, exposure to tobacco smoke for 5 weeks increased survival after AMI, despite similar age and infarct size between the smokers and nonsmokers, and absence of reperfusion. OBJECTIVE: Thus, this study aimed to analyze the effects of exposure to tobacco smoke on intensity, distribution or phosphorylation of connexin 43 in the rat heart. METHODS: Wistar rats weighing 100 g were randomly allocated into 2 groups: 1) Control (n = 25); 2) Exposed to tobacco smoke (ETS), n = 23. After 5 weeks, left ventricular morphometric analysis, immunohisthochemistry and western blotting for connexin 43 (Cx43) were performed. RESULTS: Collagen volume fraction, cross-sectional areas, and ventricular weight were not statistically different between control and ETS. ETS showed lower stain intensity of Cx43 at intercalated disks (Control: 2.32 ± 0.19; ETS: 1.73 ± 0.18; p = 0.04). The distribution of CX43 at intercalated disks did not differ between the groups (Control: 3.73 ± 0.12; ETS: 3.20 ± 0.17; p = 0.18). ETS rats showed higher levels of dephosphorylated form of Cx43 (Control: 0.45 ± 0.11; ETS: 0.90 ± 0.11; p = 0.03). On the other hand, total Cx43 did not differ between control and ETS groups (Control: 0.75 ± 0.19; ETS: 0.93 ± 0.27; p = 0.58). CONCLUSION: Exposure to tobacco smoke resulted in cardiac gap junction remodeling, characterized by alterations in the quantity and phosphorylation of the Cx43, in rats hearts. This finding could explain the smoker's paradox observed in some studies.

Efeito da área de secção do enxerto na cirurgia de reconstrução do ligamento cruzado anterior - estudo histológico em cães / Effect of the grafting section area on the anterior cruciate ligament reconstruction surgery - histological study on dogs

OBJETIVO: Relacionar a área de secção inicial do enxerto com o resultado da cirurgia de reconstrução do LCA. Foram operados oito cães, divididos em dois grupos, de acordo com o tamanho do enxerto: grupo A - 25% e grupo B - 40% da largura do ligamento patelar (LP). MÉTODOS: Após oito meses, os cães foram sacrificados para análise macroscópica e histológica dos ligamentos reconstruídos, utilizando-se o joelho contralateral do cão como controle. RESULTADOS: Em ambos os grupos, todos os ligamentos reconstruídos apresentaram-se viáveis e hipertrofiados; o enxerto de LP teve sua morfologia alterada, verificada através da medida do crimp e da celularidade, assemelhando-se com a do LCA. CONCLUSÃO: A área de secção do enxerto não influenciou o resultado histológico da cirurgia de reconstrução do LCA em cães.

OBJECTIVE: To correlate the initial grafting section area with the outcomes from anterior cruciate ligament (ACL) reconstruction surgery. Eight dogs underwent operations, divided into two groups according to graft size: Group A, 25% and Group B, 40% of the patellar ligament (PL) width. METHODS: After eight months, the dogs were sacrificed for macroscopic and histological analysis on the reconstructed ligaments. Each dog's contralateral knee was used as a control. RESULTS: In both groups, all the reconstructed ligaments were seen to be viable and hypertrophied. The morphology of the PL grafting had changed, which was observed by measuring the crimp and cellularity, and it resembled that of the ACL. CONCLUSION: The grafting section area did not influence the histological outcomes from ACL reconstruction surgery in dogs.

Gel de plaquetas: arcabouço 3D para cultura celular / Platelet gel: 3D scaffold for cell culture

INTRODUÇÃO: O reparo tissular é o objetivo final da cirurgia. A cultura celular requer arcabouço mecânico que dê suporte ao crescimento celular e difusão dos nutrientes. O uso do plasma rico em plaquetas (PRP) como um arcabouço 3D possui diversas vantagens: é material biológico, de fácil absorção pós-transplante, rico em fatores de crescimento, em especial PDGF- ββ e TGF-β que estimula síntese de matriz extracelular na cartilagem. OBJETIVO: Desenvolver arcabouço 3D à base de PRP. MATERIAIS E MÉTODOS: Duas formas foram idealizadas: Sphere e Carpet. Condições estéreis foram utilizadas. O gel de plaquetas permaneceu em cultura celular, observado diariamente em microscópio invertido. RESULTADOS: Ambos arcabouços obtiveram sucesso, com aspectos positivos e negativos. DISCUSSÃO: A forma Sphere não aderiu ao plástico. Observou-se retração do gel e investigação ao microscópio dificultada devido às áreas opacas no campo visual. A forma Carpet não aderiu ao plástico e apresentou-se translúcida. O tempo de estudo foi de 20 dias. CONCLUSÕES: A produção de um arcabouço 3D PRP foi um sucesso, e trata-se de uma alternativa que necessita ser mais utilizado e investigado para que se consolide em uma rota eficiente e confiável na tecnologia de engenharia tissular, particularmente em cultura de tecido cartilaginoso.

INTRODUCTION: Tissue repair has been the ultimate goal of surgery. Cell culture requires a mechanical scaffold that supports cell growth and nutrient diffusion. Using platelet-rich plasma (PRP) as a 3D scaffold presents various advantages: it is a biological material, easily absorbed after transplantation, rich in growth factors, in particular, PDGF-ββ and TGF-β that stimulate extracellular matrix synthesis in cartilage culture. OBJECTIVE: To develop a PRP 3D scaffold. Material and METHODS: Two forms were idealized: Sphere and Carpet. Sterile conditions were used. The platelet gel remained in culture conditions, observed at an inverted microscope on a daily basis. RESULTS: Both forms were successful because they produced a 3D environment that supports cell growth, with positive and negative features. DISCUSSION: The Sphere form didn't attach to the plate. Gel retraction was observed and the investigation at the microscope was difficult, because of the opaque areas in the optical field. The Carpet form didn't retract, and didn't produce opaque areas. Follow-up time was 20 days. CONCLUSIONS: The production of a PRP 3D scaffold was successful, and this is an alternative requiring further investigation in order to establish an efficient and reliable route in tissue engineering technology, particularly in cartilage tissue culture.

Cultura de condrócitos em arcabouço tridimensional: hidrogel de alginato / Chondrocyte cultures in tridimensional scaffold: alginate hydrogel

OBJETIVOS: O presente estudo teve como objetivo cultivar condrócitos retirados da articulação do joelho de coelhos encapsulados em hidrogel de alginato (HA) e caracterizar a produção de matriz extracelular (ECM). MÉTODOS: A cartilagem articular foi removida do joelho de coelhos, com três a seis meses, fragmentada em pedaços de 1mm e submetida à digestão enzimática. Uma concentração de 1x106 céls/mL foram ressuspensas em uma solução de alginato de sódio a 1,5 por cento (w/v), em seguida fez-se o processo de gelatinização em CaCl2 (102 mM), permitindo a formação do HA e cultivo em meio DMEM-F12 durante quatro semanas. A distribuição das células e a ECM foram acessadas através das secções histológicas coradas com e azul de toluidina hematoxilina e eosina (HE). RESULTADOS: Houve um aumento no número e na viabilidade dos condrócitos durante as quatro semanas de cultura. Através das análises histológicas dos HAs corados com azul de toluidina e HE foi possível observar a distribuição definida dos condrócitos no hidrogel, assemelhando-se a grupos isógenos e formação de matriz territorial. CONCLUSÃO: Este estudo demonstrou a eficiência do HA como arcabouço para ser usado na cultura de condrócitos, constituindo uma alternativa no reparo de lesões na cartilagem articular.

OBJECTIVES: The aim of this study was to culture chondrocytes from knee joint cartilage of rabbits encapsulated in alginate hydrogel (HA) and to characterize the production of extracelular matrix (ECM). METHODS: Joint cartilage was obtained from rabbits' knees, three to six months old, fragmented into 1-mm pieces and submitted to enzymatic digestion. A concentration of 1x106 cells/mL were re-suspended into a 1.5 percent (w/v) sodium alginate solution, followed by gel formation process with CaCl2 (102 mM), allowing HA to build for culturing it into a DMEM-F12 medium for four weeks. The distribution of cells and ECM were assessed from histological slices stained toluidine blue and hematoxyline-eosin (HE). RESULTS: There was an increase of the number and viability of the chondrocytes during the four weeks of culture. By assessing the histological sections stained with toluidine blue and HE, we could note the definitive distribution of chondrocytes in the hydrogel, similarly to isogenous groups and territorial matrix formation. CONCLUSION: In this study, the alginate was shown to be an effective scaffold for use in chondrocytes culture, constituting an alternative for repairing joint cartilage defects.

Diferenciação de célula-tronco hematopoética periférica humana em osteoblasto sobre diferentes superfícies de implantes de titânio / Cell differentiation of human haematopoietic stem cell (hHSC) to osteoblast in different surfaces of titanium implant

A associação dos implantes de titânio com tecido ósseo desenvolvido em cultura poderá contribuir para o tratamento de casos clínicos complexos. O objetivo deste trabalho foi viabilizar a formação do tecido a partir da cultura de célula-tronco hematopoética periférica humana (CTHPh) e avaliar o seu crescimento em implantes de titânio, com diferentes superfícies e tamanhos, para definir o melhor resultado. As CTHPhs foram coletadas no sangue periférico por aféresis e cultivadas em meio D-MEN modificado, em placas de cultura com 24 poços, onde foram incluídos implantes de titânio de 3 e 7mm com superfície lisa e texturizada (por jateamento e ataque de ácido), durante 29 dias. A cultura, com corpo-de-prova identificado, teve “cultura controle” sem o corpo-de-prova. Foram avaliados: adesão celular, após 4 horas da inclusão e no 280 dia (D28); curva de crescimento (D1 e D28); atividade da fosfatase alcalina e proteínas totais dos sobrenadantes das culturas (4 horas e D4, D6, D9, D12, D16, D22, D28). Usou-se estatística descritiva na apresentação dos resultados. Concluiu-se que o tamanho dos implantes (3 ou 7mm) não influenciou no desenvolvimento da cultura; quanto à superfície, os implantes texturizados mostraram maior crescimento e adesão celular, maiores valores de atividade da fosfatase alcalina e proteínas totais, apontando para efeito favorável na formação de tecido ósseo in vitro.

The association of titanium implants with cultured bone tissue could contribute to the treatment of complex affections. The aim of this study was to obtain tissue formation from human haematopoietic stem cell (hHSC) and to evaluate the growth in titanium implants, with different surfaces and sizes in order to determine the best results. The hHSC was obtained from blood and cultured for 29 days in 24-well tissue culture plates containing Dulbecco's modified essential medium (Gibco®) and titanium implants of 3 and 7mm with smooth and rough surfaces. Negative controls were included. Were evaluated: cell adhesion after 4 hours of inoculation and again at day 28 (D28): growth curve at day 1 (D1) and day 28 (D28): activity of alkaline phosphatase and total protein from culture supernatant (4 hours, D4, D6, D9, D12, D16, D22, D28). Were applied descriptive statistics to the data. It was concluded that the size of implant (3 or 7mm) did not interfere with development of the culture. Rough surface implants showed increased growth and cell adhesion, greater alkaline phosphatase and total proteins activity, indicating favorable effect to the formation of bone tissue in-vitro.

Isolamento de células-tronco mesenquimais da medula óssea / Isolation of bone marrow mesenchymal stem cells

As Células-Tronco Mesenquimais (CTMs) têm alta capacidade de se renovar e diferenciar em várias linhagens de tecido conjuntivo. Este trabalho teve como objetivo isolar as CTMs da medula óssea de camundongos utilizando dois diferentes meios de cultura e caracterizá-las através de imuno-marcação com anti-vimentina. Foram utilizados 6 camundongos BALB/c com 15 dias de idade. A medula óssea foi coletada do canal medular das tíbias e fêmures dos camundongos e ressuspensas em uma concentração final 6x10(5), em meio Knockout- DMEM e DMEM alta concentração de glicose, suplementados com 10 por cento SBF, mantidas em estufa a 37° C em uma atmosfera úmida a 5 por cento de CO2 e 95 por cento de ar por 72 horas, quando as células não aderentes foram removidas durante a troca do meio. O número e densidade de células com morfologia fibroblastóide foram maior no meio Knockout- DMEM em cinco dias de cultura versus 10-20 dias para conseguir a mesma concentração celular com o DMEM alta concentração de glicose. As células de ambos grupos apresentaram intensa marcação com anticorpo anti-vimentina, caracterizando-as como CTMs. A obtenção mais rápida das CTMs é fundamental para o campo da terapia celular, principalmente quando se deseja utilizar estas células no reparo de tecidos de origem mesenquimal.

Physicochemical and structural analysis of three regions of the deep digital flexor tendon of pigs

Few studies have discussed the relationship between the molecular organization and the physicochemical and biomechanical properties of pig tendons. In this work, we examined the extracellular matrix of the deep digital flexor tendon of pigs, which was subjected to tensional (proximal region) and compressive (distal and terminal regions) forces. The three regions of the tendon were used for swelling tests and their glycosaminoglycan content was determined. Longitudinal sections of the tendon were stained and observed using polarized light microscopy. The distal and terminal regions were swole more in water than the proximal region. After staining with toluidine blue the metachromasy was more intense in the distal and terminal regions, indicating an accumulation of proteoglycans in these regions. Analysis of the glycosaminoglycans by agarose gel electrophoresis showed that dermatan sulfate was present in all regions, whereas chondroitin sulfate occurred only in the regions of compression. The shape of the fibroblasts changed along the tendon: rounded cells occurred in regions under compression, while in the region under tension, elongated cells predominated. The organization and distribution of the collagen bundles were different for each region. Birefringence analysis revealed a more regular crimp pattern in the region under tension than in the regions under compressive forces. The elastic fibers also showed a different distribution in each region. These results indicate that the regional differences in the structure and composition of the deep digital flexor tendon of pigs are related to the biomechanical properties of the tendon.

Fluorescence and confocal laser scannig microscopy of H&E staned sections for the study of elastic fiber in skin and some skin disorders

Elastic fibers are important components of the skin and contribute to its biomechanical properties. Primary changes in elastic fiber structure are responsible for some diseases while modifications of the elastic fibers results from disorders in other extracellular matix components. We have previously suggested that examination of H&E stained sections by fluorence microscopy allows for good imaging of elastic fiber structure and distribution. Since these paramenters are important for the chacacterization of elastic fibers and for diagnosing some skin diseases, we show in this paper that dermal elastic fibers are consistently imaged by H&E plus fluorescence microscopy, by the analysis of normal and diseased skin samples, and that the use of confocal laser scanning microscopy greatly increases the image qualitity, which in turn will permit image analysis to be carried out. We are clearly convinced that the proposed procedure is a revelant tool in elastic fiber research and the present tecnique is of interest to a large group of investigators using H&E as a routine method.