Intra-articular viscosupplementation of hyaluronic acids in an experimental osteoarthritis model / Viscossuplementação intra-articular de ácidos hialurônicos em modelo experimental de osteoartrite

ABSTRACT Objective: To analyze, from the immunohistochemical perspective, the effects of hyaluronic acid of different molecular weights in an experimental model of osteoarthritis in rabbits. Methods: Forty-four male California rabbits were randomly assigned to three different groups (PR, S, and P) and submitted to the resection of the anterior cruciate ligament of the right knee. Three weeks after the surgical procedure, three intra-articular weekly injections were carried out with low-molecular-weight native hyaluronic acid (Hyalgan®) to PR group, high molecular weight branched chain hyaluronic acid (Synvisc®) to group S, and saline solution 0.9% to group P. All animals were sacrificed 12 weeks after the surgical procedure, and the tibial plateaus of the infiltrated knees were then dissected. Histological sections of cartilage from the tibial plateau support areas were stained with immunohistochemical markers in order to investigate the amount of metalloproteases (MMPs 3 and 13) and their inhibitors (TIMPs 1 and 3). The staining intensity was quantified on a Zeiss Imager.Z2 Metasystems microscope and analyzed by Metafer4 Msearch software. Results: The chondroprotective effect of the hyaluronic acids used in the study was demonstrated when compared to the control group. However, the comparison between them presented no significant statistical difference regarding chondroprotection. Conclusion: The injection of saline solution demonstrated signs of OA development, while adding native hyaluronic acid of low molecular weight (Hyalgan®) and hyaluronic acid of high molecular weight (Synvisc®) protected the articular cartilage in this model of OA.

RESUMO Objetivo: Analisar do ponto de vista imuno-histoquímico os efeitos do ácido hialurônico de diferentes pesos moleculares em modelo experimental em coelhos. Métodos: Foram alocados de modo aleatório 44 coelhos da raça California, machos, em três grupos (PR, S e P), e submetidos à ressecção do ligamento cruzado anterior do joelho direito. Decorridas três semanas do procedimento cirúrgico iniciaram-se as três injeções intra-articulares semanais de ácido hialurônico nativo de baixo peso molecular (Polireumin®) no grupo PR, ácido hialurônico de cadeia ramificada de alto peso molecular (Synvisc®) no grupo S e soro fisiológico 0,9% no grupo P. Todos os animais foram sacrificados após 12 semanas do ato cirúrgico e os platôs tibiais dos joelhos infiltrados foram dissecados. Cortes histológicos da cartilagem das áreas de apoio dos platôs tibiais foram corados com marcadores imuno-histoquímicos para pesquisa da quantidade de metaloproteases (MMPs-3,13) e seus inibidores (TIMPs-1,3). A intensidade de coloração foi quantificada em um aparelho de microscopia Zeiss Imager.Z2 Metasystems e analisada pelo software Metafer4 Msearch. Resultado: O efeito condroprotetor dos ácidos hialurônicos usados no estudo foi demonstrado quando comparados com o grupo controle, porém feita a comparação entre si não houve diferença estatística significante quanto à condroproteção. Conclusão: A injeção de solução salina demonstra sinais de desenvolvimento de OA enquanto que a adição de ácido hialurônico nativo de baixo peso molecular (Polireumin®) e ácido hialurônico de cadeia ramificada de alto peso molecular (Synvisc®) protegeram a cartilagem articular nesse modelo de OA.

Efeito dos ácidos hialurônicos como condroprotetores em modelo experimental de osteoartrose / Effect of hyaluronic acids as chondroprotective in experimental model of osteoarthrosis

Objetivo: analisar os efeitos do ácido hialurônico de diferentes pesos moleculares em modelo experimental de osteoartrose em coelhos. Métodos: foram alojados de modo aleatório 44 coelhos da raça California, machos, em três grupos (PR, S e P) e submetidos a ressecção do ligamento cruzado anterior do joelho direito. Decorridas três semanas do procedimento cirúrgico iniciaram-se as três injeções intra-articulares semanais de ácido hialurônico nativo (Polireumin®)-PR, ácido hialurônico de cadeia ramificada (Synvisc®)-S e soro fisiológico 0,9%-P. Todos os animais foram sacrificados após 12 semanas do ato cirúrgico e os platôs tibiais dos joelhos infiltrados foram dissecados. Cortes histológicos da cartilagem das áreas de apoio com maior espessura dos platôs tibiais foram corados com Alcian Blue pH = 1,0, Alcian Blue pH = 2,5 e Azul de Toluidina para pesquisa da quantidade de proteoglicanos. A intensidade de coloração foi quantificada em um aparelho de microscopia ZeissImager Z2 Metasystems e analisada pelo software MetaferMsearch. A análise estatística consistiu no uso dos testes Kolmorov-Smirnov, análise de variância (Anova), t de Student e qui-quadrado. O nível de significância usado foi de 5%. Resultado: o efeito condroprotetor dos ácidos hialurônicos usados no estudo foi demonstrado quando comparado ao do grupo controle, porém, feita a comparação entre si, não houve diferença estatística quanto à condroproteção. Conclusão: os ácidos hialurônicos testados obtiveram efeito condroprotetor, sem diferença estatística com relação aos diferentes pesos moleculares. .

Objective: to analyze the effects of hyaluronic acid of different molecular weights in an experimental model of osteoarthritis in rabbits. Methods: forty-four male California rabbits were divided randomly into three groups and underwent resection of the anterior cruciate ligament in his right knee. After three weeks of the surgical procedure began three weekly intra-articular injections of hyaluronic acid native (Polireumin®)-PR, hyaluronic acid branched chain (Synvisc®)-S and 0.9% saline-P. All animals were sacrificed after twelve weeks of surgery and tibial plateau infiltrated the knees were dissected. Histological cartilage of the support areas of the tibial plateaus were stained with Alcian Blue pH 1.0, Alcian Blue pH = 2.5 and toluidine blue for research on the amount of proteoglycans. The intensity of staining was quantified on a Zeiss microscope apparatus Imager Z2 MetaSystems and analyzed by software MetaferMsearch. Results: the effect of chondroprotetor hyaluronic acids used in the study was confirmed when compared to the control group, but the comparison made between them, there was no statistically significant difference regarding chondroprotetion. Conclusion: the hyaluronic acids tested had chondroprotective effect, with no statistical difference with regard to the different molecular weights. .

Análise macroscópica dos efeitos dos hialuronatos e do corticosteroide no tratamento da osteoartrose induzida em joelhos de coelho / Mcroscopic analyses of the effects of hyaluronates and corticosteroids on induced osteoarthritis in rabbits' knees

OBJETIVO: Avaliar o efeito das injeções intra-articulares de corticosteroide e dos ácidos: hialurônico nativo e com cadeias ramificadas, na osteoartrose induzida experimentalmente. MÉTODOS: 44 coelhos submetidos à ressecção do ligamento cruzado anterior foram divididos em quatro grupos de 11. Grupo 1: uma injeção intra-articular com solução salina por semana, durante 3 semanas. Grupo 2: três injeções, com intervalo semanal, de ácido hialurônico nativo. Grupo 3: três injeções, com intervalo semanal, de ácido hialurônico ramificado. Grupo 4: duas injeções de betametasona com intervalo de três semanas. Após 12 semanas da cirurgia a cartilagem articular dos planaltos tibiais foi avaliada por macroscopia. As alterações na superfície articular foram graduadas da seguinte maneira: grau 0 - superfície articular lisa, sem alterações de relevo; grau 1 - superfície rugosa, sem depressões; grau 2 - semelhante ao grau 1 porém com depressões na superfície; grau 3 - exposição do osso subcondral. A análise estatística consistiu na utilização do teste t de Student, teste do Qui-quadrado e da análise de variância (Anova). O nível de significância utilizado foi de 5 por cento. RESULTADOS: Observou-se haver diferença estatística entre os grupos 2, 3 e 4 e o grupo controle no desenvolvimento e gravidade da artrose, porém não houve diferença entre os grupos das drogas estudadas. CONCLUSÃO: Constatou-se atenuação da evolução do processo de osteoartrose, na mesma magnitude, com a utilização de injeções intra-articulares dos glicosaminoglicanos de baixo peso molecular e de alto peso molecular, assim como do corticosteroide betametasona quando comparados com placebo em joelhos de coelhos.

OBJECTIVE: The aim of this study was to evaluate the effects of intraarticular injections of corticosteroids, native hyaluronic acid and branched-chain hyaluronic acid in experimentally-induced osteoarthrosis. METHODS: 44 rabbits underwent anterior cruciate ligament resection and were subsequently divided into four groups, composed of eleven subjects each. Group 1: rabbits received weekly intraarticular injections of saline over a period of four weeks; Group 2: the animals received three weekly intraarticular injections of native hyaluronic acid; Group 3: rabbits in this group received three weekly intraarticular injections of branched-chain hyaluronic acid; Group 4: two injections of betamethasone over a period of three weeks. A macroscopic study of the cartilage of the tibial plateaus was performed twelve weeks after surgery and changes in the joint surface were graded accordingly: Grade 0: smooth joint surface without relief changes; Grade 1: rough surface without any depression; Grade 2: similar to grade 1, but with depressions on the joint surface and Grade 3: subchondral bone exposure. Statistical analysis was performed with the use of Student's T test, chi-square test and analysis of variance (ANOVA), with a significance level of 5 percent. RESULTS: A statistical difference was found between the control group and the three study groups (2, 3 and 4) in both the development and severity of arthrosis. However, there was no difference in outcome among the three different drugs. CONCLUSION: A similar degree of attenuation of the osteoarthrosis process in rabbits' knees was found in all three study groups (low-molecular-weight glycosaminoglycans, high-molecular-weight glycosaminoglycans and betamethasone) when compared to placebo.