Chondroitin sulfate and glucosamine in the cartilage and subchondral bone repair of dogs - Histological findings / Sulfato de condroitina e glucosamina na reparação da cartilagem e do osso subcondral de cães - Achados histológicos

Chondroitin and glucosamine sulfate nutraceuticals are commonly used in the management of degenerative articular disease in veterinary routine. However, there are controversies on the contribution of these substances to articular cartilage. The purpose of this study was to evaluate the efficiency of a chondroitin and glucosamine sulfate-based veterinary nutraceutical on the repair of an induced osteochondral defect in a dog femoral condyle, by macroscopic, histological and histomorphometric analyses. The nutraceutical was orally administered the day following injury induction, every 24 hours (treated group, TG, n=24), compared with animals that did not receive the product (control group, CG, n=24). Six animals per group were anaesthetized for sample collection at 15, 30, 60 and 90 days after surgery. At 15 days, defects were macroscopically filled with red-pinkish tissue. After 30 days, whitish color tissue was observed, both in TG and CG animals, with firmer consistency to touch at 60 and 90 postoperative days. Histological analysis demonstrated that, in both groups, there was initial blood clot formation, which was subsequently substituted by a fibrin net, with capillary proliferation from the adjacent bone marrow and infiltration of mesenchymal cells in clot periphery. As cellular differentiation developed, repair tissue presented a fibrocartilage aspect most of the time, and new subchondral bone formation occurred in the deepest area corresponding to the defect. Histomorphometry suggested that the nutraceutical did not favor the articular cartilage repair process. It was concluded that nutraceutical did not significantly influence chondrocytes proliferation or hyaline architecture restoration.(AU)

Os nutracêuticos compostos de sulfato de condroitina e glucosamina são comumente utilizados no manejo da doença articular degenerativa na rotina veterinária. Entretanto, existem controvérsias sobre a contribuição dessas substâncias à cartilagem articular. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia de um nutracêutico veterinário à base de sulfato de condroitina e glucosamina na reparação de defeitos osteocondrais induzidos no côndilo femoral de cães, através de análises macroscópica, histológica e histomorfométrica. O nutracêutico foi administrado no dia seguinte à indução da lesão, pela via oral, a cada 24 horas (grupo tratado - GT, 24 animais), sendo comparado a animais que não receberam o produto (grupo controle - GC, de igual número de animais). Aos 15, 30, 60 e 90 dias após a cirurgia, seis animais por grupo foram anestesiados para ser realizada a coleta das amostras. Aos 15 dias, os defeitos eram macroscopicamente preenchidos por tecido de coloração rósea a avermelhada. Já a partir dos 30 dias, observou-se preenchimento por tecido de coloração esbranquiçada, tanto nos animais do GT quanto nos do GC, com consistência mais firme ao toque digital aos 60 e 90 dias de pós-operatório. A análise histológica revelou que, em ambos os grupos, houve inicialmente formação de coágulo sanguíneo que, posteriormente, foi substituído por uma rede de fibrina, com proliferação de capilares a partir da medula óssea adjacente e infiltração de células mesenquimais na periferia do coágulo. À medida que se processou a diferenciação celular, o tecido de reparação se apresentou na maioria das vezes com aspecto de fibrocartilagem e, na região mais profunda da área correspondente ao defeito, ocorreu formação de osso novo subcondral. A histomorfometria sugeriu que o nutracêutico não favoreceu o processo de reparação da cartilagem articular. Concluiu-se que o nutracêutico não influenciou consideravelmente na proliferação de condrócitos nem na restauração da arquitetura hialina.(AU)

Formulation design and characterization of a non-ionic surfactant based vesicular system for the sustained delivery of a new chondroprotective agent

Diacerein is used for symptomatic relief and cartilage regeneration in osteoarthritis. Due to gastrointestinal side effects, poor aqueous solubility and low bioavailability, its clinical usage has been restricted. The objective of the present study was to enhance its dissolution profile and to attain sustained release by designing a novel delivery system based on niosomes. Five niosomal formulations (F1-F5) with non-ionic surfactant (sorbitan monostearate) and cholesterol in varying ratios of 5:5, 6:4, 7:3, 8:2 and 9:1 were developed by the reverse-phase evaporation technique. The size and polydispersivity index (PDI) were found in the range of 0.608 µm to 1.010 µm and 0.409 to 0.781, respectively. Scanning electron microscopy (SEM) of the selected formulation (F3) revealed spherical vesicles, and 79.8% entrapment was achieved with F3 (7:3). Dissolution studies using the dialysis method showed sustained release behaviour for all formulations. The optimized surfactant-to-cholesterol concentration (7:3) in formulation F3sustained the drug-release time (T50%) up to 10 hours. Kinetic modelling exhibited a zero-order release (R2=0.9834) and the release exponent 'n' of the Korsmayer-Peppas model (n=0.90) confirmed non-fickian and anomalous release. The results of this study suggest that diacerein can be successfully entrapped into niosomes using sorbitan monostearate and that these niosomes have the potential to deliver diacerein efficiently at the absorption site.

A diacereína é usada para o alívio sintomático e para a regeneração da cartilagem na osteoartrite. Devido aos efeitos adversos gastrointestinais, baixa solubilidade aquosa e biodisponibilidade, o seu uso clínico tem sido restrito. O objetivo do presente estudo foi melhorar o perfil de dissolução deste fármaco e obter liberação prolongada através do planejamento de um novo sistema de liberação designado de niossoma. Cinco formulações distintas de niossomas (F1 a F5) contendo tensoativos não iônicos (monoestearato de sorbitano) e colesterol, em diferentes proporções, de 5:5, 6:4, 7:3, 8:2 e 9:1, foram desenvolvidas através da técnica de evaporacão de fase reversa. Os tamanhos e índices de polidispersibilidade (PDI) obtidos variam entre 0,608 e 1,01 µm e entre 0,409 e 0,7781, respectivamente. Imagens de microscopia electrônica de varrimento (SEM) da formulação selecionada (F3) revelaram vesículas esféricas. Obteve-se encapsulação de 79,8% com a formulação F3 (7:3). Estudos de dissolução usando o método de diálise demonstraram padrão de liberacão prolongada para todas as formulações. A proporção de tensoativo e colesterol (7:3) na formulacão F3 prolongou o tempo de liberação do fármaco (T50%) até 10 horas. Estudos de modelação cinética demonstraram ordem de liberacão zero (R2=0,9834) e o expoente de liberação "n" do modelo de Korsmayer-Peppas (n=0.90) confirmou a liberação não-fickiana e anômala. Os resultados deste estudo sugerem que a diacereína pode ser encapsulada com sucesso no interior de niossomas, utilizando monostearato de sorbitano, o qual tem potencial para liberar, eficientemente, a diacereína no local de absorção.

Meniscectomia parcial como modelo experimental de osteoartrite em coelhos e efeito protetor do difosfato de cloroquina / Partial meniscectomy as an experimental model of osteoarthritis in rabbits and protector effect of chloroquine diphosphate

OBJETIVO: Estabelecer as alterações morfológicas e o remodelamento do tecido cartilaginoso na progressão da osteoartrite (OA) experimental para estudar o efeito do difosfato de cloroquina na cartilagem osteoartrítica. MÉTODOS: A osteoartrite experimental foi induzida em coelhos por meio de meniscectomia parcial. Para analisar a evolução da doença experimental foram estudados três grupos de dez animais, sacrificados a 3, 14 e 22 semanas de indução da doença. Para avaliar o efeito do difosfato de cloroquina um grupo de animais (n = 6) foi tratado preventivamente com 3 mg/kg ao dia, iniciados um mês antes da indução da osteoartrite, e mantidos até o sacrifício (22 semanas). Realizou-se análise histológica das articulações (H&E, tricrômico de Masson) e imunofluorescência para colágeno dos tipos I, II e XI. A intensidade da agressão articular foi quantificada pelo escore de Mankin. RESULTADOS: O modelo experimental reproduziu todas as alterações morfológicas observadas na osteoartrite humana. Animais que receberam difosfato de cloroquina não desenvolveram lesões histológicas observadas na OA. Neste grupo houve significante preservação da estrutura da cartilagem articular (p < 0,0001), conservação da celularidade (p < 0,0001), proteoglicanas, demonstrados pela coloração de azul de anilina (p < 0,005) e integridade da linha de crescimento (p < 0,001), além da inibição da formação de osteófitos, do bloqueio da neoformação óssea e do não-aparecimento de colágeno tipo I (tecido osteocartilaginoso). CONCLUSÃO: O modelo experimental de meniscectomia parcial reproduz de forma gradativa as alterações morfológicas encontradas na osteoartrite, e estudos preliminares com o difosfato de cloroquina sugerem tratar-se de medicamento barato e com grande potencial de emprego como droga condroprotetora.

OBJECTIVE: The aim of this study was to develop an experimental model of osteoarthritis (OA) that could reproduce morphologic alterations viewed in this disease and to study the effect of chloroquine diphosphate on cartilage remodeling. METHODS: osteoarthritis was induced in rabbits by performing partial meniscectomy. To establish the experimental disease evolution, three groups of ten animals were sacrificed at 3, 14, 22 weeks after disease induction. To evaluate the effect of chloroquine diphosfate in OA progression, a group of six animals was treated preventively with 3 mg/kg/day, started one month prior to osteoarthritis induction and kept until the day of sacrifice (22 weeks). Histopathological (Masson trychrome, H&E), biochemical and immunofluorescence analyses to types I, II and XI collagens were made in all animals. Mankin's score was employed to quantify the severity of articular damage. RESULTS: The experimental model reproduced all of the alterations observed in osteoarthritis. Animals treated with chloroquine diphosfate did not develop morphological changes found in OA. There was significant preservation of articular cartilage tissue (p < 0,0001), maintenance of cellular morphology (p < 0,0001), proteoglicans, as demonstrated by aniline blue coloration (p < 0,005) and tidemark protection (p < 0,001), besides inhibition of osteophytes formation and absence of type I collagen expression. CONCLUSION: The experimental model of partial meniscectomy reproduces gradually, all the cartilage morphologic changes found in human osteoarthritis. Preliminary study done with choroquine diphosfate indicates that it is a cheap and effective drug to act as condroprotective agent in OA.