Marcadores óseos en niños y adolescentes / Bone markers in children and adolescents / Marcadores ósseos em crianças e adolescentes

Los marcadores óseos son moléculas específicas que pueden clasificarse en dos categorías: formación y resorción óseas. Cuando se los compara con los adultos, los niños tienen muy elevadas concentraciones de los marcadores óseos debido a la elevada velocidad de crecimiento y a la rápida remodelación ósea. No solo reflejan el crecimiento (modelación esquelética y crecimiento linear), sino también la remodelación ósea. Ningún marcador es específico para cada uno de estos procesos y no son fáciles de interpretar en niños y adolescentes dado que están influenciados por varios factores fisiológicos como edad, sexo, velocidad de crecimiento y estadio puberal. Es necesario conocer la velocidad de crecimiento y el desarrollo puberal para interpretar correctamente los resultados. Además, muestran variaciones diurnas en sus concentraciones con picos por la mañana y nadir por la tarde. A la actualidad, existe una variada referencia de datos de marcadores óseos en niños y adolescentes. Se presenta una revisión de hallazgos científicos de varios marcadores séricos y urinarios que reflejan la formación y resorción óseas durante la niñez y adolescencia. Los marcadores óseos son de mucha utilidad en investigación clínica y fisiología del metabolismo óseo, sin embargo, su uso de rutina en clínica aún no está bien establecido.

Bone markers are specific bone-derived molecules that can be classified into two categories: bone formation and bone resorption markers. Compared to adults, children have dramatically elevated bone marker concentrations due to high skeletal growth velocity and rapid bone turnover. They reflect growth (skeletal modelling) and remodelling and no marker is specific for any of the different biological processes of remodelling, modelling or epiphyseal growth. Bone turnover markers may not be easy to interpret in children as they are influenced by many physiological factors, such as age, gender, growth velocity, and pubertal stage. Knowledge of growth velocity and pubertal development is necessary to interpret the values of biological markers of bone turnover correctly. Turnover markers also show a diurnal variation, with a peak of concentrations in the morning and nadir of concentrations in the late afternoon. To date, a variety of pediatric references for bone markers have been reported. This review describes research findings on various sera and urine markers that reflect bone formation and resorption in children and adolescents. While bone markers are useful in research in the field of bone metabolism, their utility in routine clinical applications in pediatrics has not been established.

Marcadores ósseos são moléculas específicas que podem ser classificadas em duas categorias: formação e reabsorção óssea. Em comparação com os adultos, as crianças têm concentrações altamente elevadas de marcadores ósseos devido à alta velocidade de crescimento e à remodelação óssea rápida. Não só refletem o crescimento (modelagem esquelética e crescimento linear), mas também a remodelação óssea. Nenhum marcador é específico para cada um desses processos e não são fáceis de interpretar em crianças e adolescentes visto que estão influenciados por vários fatores fisiológicos, tais como idade, sexo, velocidade de crescimento e desenvolvimento púbere. É necessário o conhecimento da velocidade de crescimento e o desenvolvimento do púbere para interpretar corretamente os resultados. Além disso, mostram variações diurnas em suas concentrações com picos de manhã e nadir pela tarde. Atualmente, existe uma variada referência de dados de marcadores ósseos em crianças e adolescentes. Apresenta-se uma revisão de achados científicos de vários marcadores séricos e urinários que refletem a formação e reabsorção ósseas em crianças e adolescentes. Embora os marcadores ósseos sejam úteis na investigação clínica e fisiologia do metabolismo ósseo, sua utilidade em aplicações clínicas de rotina ainda não foi bem estabelecida.

Pesquisa a serviço da sociedade: área de concentração de Implantodontia do PPGO/UFSC / Scientific research for social benefits: oral Implantology at the PPGO/UFSC

Este manuscrito descreve as atividades desenvolvidas na PPGO/UFSC, concentradas em três linhas de pesquisa: 1) neoformação óssea peri-implantar; 2) engenharia tecidual; e 3) microbiologia aplicada à Implantodontia. Na linha um, diversos métodos analíticos quantitativos e qualitativos (SEM, AFM, FTIR, OCP, EIS, FEG-SEM) têm sido usados para investigação de diferentes intensidades de corrente elétrica na superfície do Ti-cp e Ti-6Al-4V, quando imersos em meios fisiológicos simulados, na adsorção de proteínas, proliferação celular com fibroblastos, queratinócitos e osteoblastos. Na linha dois, o desenvolvimento in vitro de um arcabouço poroso de PLGA e cerâmica bifásica, incorporado com sinvastatina, sera testado in vivo na resposta de fibroblastos gengivais provenientes de cultura primaria, em meio de cultura com plasma rico em plaquetas (PRP), depositado sobre matriz dérmica acelular e matriz de celulose bacteriana (BC). A linha três concentra a atuação com dois centros internacionais (Belgica e EUA) para a incorporação de compostos antibiofilme em polímeros biocompatíveis, e verificação da eficiência de um método de liberação prolongada de antibióticos incorporados em superfícies nanoestruturadas. Estes projetos devem resultar em melhoria de saúde aos pacientes e no desenvolvimento econômico e social da comunidade.

This paper describes the activities developed at PPGO/UFSC divided into three research lines: 1) peri-implant bone neoformation; 2) tissue engineering, and 3) microbiology applied to implant dentistry. On the first line, several quantitative and qualitative (SEM, AFM, FTIR, OCP, EIS, FEG-SEM) analytical methods have been used to investigate the different electric current intensities on Ti c.p. and Ti6Al4V implant surfaces when immersed into simulated physiological media, protein adsorption, cell proliferation with fibroblasts, keratinocytes, and osteoblasts. On the second line, the in vitro development of a 3D PLGA and biphasic ceramic, simvastatin-incorporated scaffold will be tested in vivo for gingival fibroblast response from primary culture in platelet-rich plasma (PRP) enriched vehicle over an acellular dermal (Sure- Derm) and bacterial cellulose matrix (BC). For line three, two international research centers (Belgium and USA) joined common efforts to incorporate polymer anti-biofi lm compounds and to verify the efficiency of a prolonged release method for antibiotics attached to nanostructured surfaces. All those projects must result in better health conditions and social and economic development of our community.

Nicotine effect on bone remodeling during orthodontic tooth movement: Histological study in rats

Introduction: Nicotine is harmful to angiogenesis, osteogenesis and synthesis of collagen. Objective: The aim of this study was to investigate the effect of nicotine on bone remodeling during orthodontic movement in rats. Methods: Eighty male Wistar rats were randomly divided into three groups: Group C (control), group CM (with orthodontic movement) and group NM (nicotine with orthodontic movement) groups. The animals comprising groups C and CM received 0.9% saline solution while group NM received nicotine solution (2 mg/kg). A nickel-titanium closed-coil spring was used to induce tooth movement. The animals were euthanized and tissue specimens were processed histologically. We quantified blood vessels, Howship's lacunae and osteoclast-like cells present in the tension and compression areas of periodontal ligaments. The extent of bone formation was evaluated under polarized light to determine the percentage of immature/mature collagen. Results: We observed lower blood vessel densities in the NM group in comparison to the CM group, three (p < 0.001) and seven (p < 0.05) days after force application. Osteoclast-like cells and Howship's lacunae in the NM group presented lower levels of expression in comparison to the CM group, with significant differences on day 7 (p < 0.05 for both variables) and day 14 (p < 0.05 for osteoclast-like cells and p < 0.01 for Howship's lacunae). The percentage of immature collagen increased in the NM group in comparison to the CM group with a statistically significant difference on day 3 (p < 0.05), day 7 (p < 0.001), day 14 (p < 0.001) and day 21 (p < 0.001). Conclusions: Nicotine affects bone remodeling during orthodontic movement, reducing angiogenesis, osteoclast-like cells and Howship's lacunae, thereby delaying the collagen maturation process in developed bone matrix. .

Introdução: a nicotina apresenta efeito prejudicial sobre a angiogênese, osteogênese e síntese de colágeno. Objetivo: investigar a ação da nicotina sobre a remodelação óssea durante o movimento dentário induzido em ratos. Métodos: oitenta ratos machos Wistar foram divididos em três grupos: grupo C (sem indução de movimento dentário e sem a ação da nicotina - controle); grupo CM (indução de movimento dentário) e grupo NM (indução de movimento dentário associado à ação da nicotina). Os animais dos grupos C e CM receberam solução salina a 0,9% e os animais do grupo NM receberam nicotina (solução PA a 98% diluída em solução salina a 0,9% estéril) por via subcutânea (2mg/kg). Após a eutanásia dos animais, com 3, 7, 14 e 21 dias de uso da mola ortodôntica, os espécimes teciduais foram processados histologicamente e quantificou-se o número de vasos sanguíneos, lacunas de Howship e células osteoclásticas nos lados de tração e compressão do ligamento periodontal. A neoformação óssea foi avaliada por meio de luz polarizada, para determinar a porcentagem de colágeno maduro e imaturo. Resultados: observou-se que a quantidade de vasos sanguíneos diminuiu no grupo NM, quando comparado ao grupo CM, nos períodos de três (p < 0,001) e sete (p < 0,05) dias. Quanto às células osteoclásticas e lacunas de Howship, o grupo NM apresentou menores níveis de expressão em relação ao grupo CM, com diferença estatisticamente significativa nos períodos de 7 e 14 dias. A porcentagem de colágeno imaturo apresentou-se aumentada no grupo NM, quando comparado ao grupo CM, em todos os períodos analisados, com diferença e...

Reflexões sobre ciência translacional: a experiência de 12 anos de um programa brasileiro de pós-graduação em Implantodontia / On the reflexions of translational science: the 12-year experience of a Brazilian post-graduate program on Implant Dentistry

Em 12 anos, o Programa de pós-graduação em Odontologia (área de concentração em Implantodontia) da UFSC desenvolveu ciência translacional através de três linhas de pesquisa: a) neoformação óssea peri-implantar; b) engenharia tecidual; e c) microbiologia aplicada à Implantodontia. Os resultados foram: a) factibilidade da proliferação de osteoblastos ser independente do tratamento ácido utilizado na descontaminação de implantes expostos à peri-implantite, criação de um novo modelo de cultura de células diretamente sobre implantes, contato osso/implante (BIC) incrementado com o uso de estímulos elétricos, neoformação óssea com aumento de densidade, espaços trabeculares menores e maior BIC para implantes imediatos com approach palatino; b) proliferação de fibroblastos estimulada pelo PRP ativado, estabelecimento de linhagem viável de fibroblastos gengivais humanos, proliferação de osteoblastos aumentada com PRP a 50%, determinação de linhagem viável de osteoblastos humanos, desenvolvimento de parafuso ósseo bovino para osteopromoção, ligamento periodontal como fonte alternativa viável de células progenitoras para uso em terapias com células-tronco, expansão mecânica de tecido conjuntivo para uso em enxertos subepiteliais, elaboração de arcabouços para estímulo da neoformação óssea, uso da sinvastatina como alternativa para promover a osteoindução, viabilidade de obtenção de células-tronco mesenquimais do saco pericoronário de dentes permanentes; e c) indício do uso de lactamas e nanopartículas de prata como potenciais agentes antibiofilmes e antimicrobianos. Coletivamente, estas três linhas de pesquisa fizeram a transição entre ciência e prática clínica, enfatizando a formação de docentes e a capacitação de novos pesquisadores.

Effects of cigarette smoke inhalation and coffee consumption on bone formation and osseous integration of hydroxyapatite implant / Os efeitos do cigarro e do consumo de café sobre a formação óssea e a integração óssea de implantes de hidroxiapatita

The present study aims to assess the effects of cigarette smoke inhalation and/or coffee consumption on bone formation and osseous integration of a dense hydroxyapatite (DHA) implant in rats. For this study, 20 male rats were divided into four groups (n = 5): CT (control) group, CE (coffee) group, CI (cigarette) group and CC (coffee + cigarette) group. During 16 weeks, animals in the CI group were exposed to cigarette smoke inhalation equivalent to 6 cigarettes per day; specimens in the CE group drank coffee as liquid diet; and rats in the CC group were submitted to both substances. In the 6th week a 5 mm slit in the parietal bone and a 4 mm slit in the tibia were performed on the left side: the former was left open while the latter received a DHA implant. As soon as surgeries were finished, the animals returned to their original protocols and after 10 weeks of exposure they were euthanised (ethically sacrificed) and the mentioned bones collected for histological processing. Data showed that exposure to cigarette smoke inhalation and coffee consumption did not interfere in weight gain and that solid and liquid diet consumption was satisfactory. Rats in the CC group showed a decrease in bone neoformation around the tibial DHA implant (31.8 ± 2.8) as well as in bone formation in the parietal slit (28.6 ± 2.2). On their own, cigarette smoke inhalation or coffee consumption also led to diminished bone neoformation around the implant and delayed the bone repair process in relation to the CT group. However, reduction in the bone repair process was accentuated with exposure to both cigarette smoke inhalation and coffee consumption in this study.

O presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos do tabagismo e do consumo de café, isolada ou concomitantemente, sobre a formação óssea e a osseointegração de implantes hidroxiapatita densa. Foram utilizados 20 ratos machos, divididos em quatro grupos (n = 5): grupo CT (controle); grupo CA (café); grupo CI (cigarro), e grupo CC (cigarro + café). Durante 16 semanas, os animais do grupo CI foram expostos à fumaça de seis cigarros/dia; os animais do grupo CA consumiram café como dieta líquida, e os animais do grupo CC, ambas as substâncias. Após seis semanas de exposição, uma falha óssea de 5 mm foi produzida no osso parietal esquerdo e de 4 mm, na tíbia esquerda dos animais. A falha do parietal foi mantida aberta, enquanto na tíbia corpos cerâmicos de hidroxiapatita densa (HAD) foram implantados em cavidade produzida cirurgicamente. Após as cirurgias, os animais retornaram aos protocolos experimentais e, ao término de dez semanas, foram eutanasiados, sendo as tíbias e os parietais coletados para processamento histológico. A exposição à fumaça do cigarro e o consumo de café não interferiram no ganho de peso dos animais, e os consumos de dieta líquida e sólida foram satisfatórios entre os grupos. Os animais do grupo CC apresentaram menor volume de osso neoformado ao redor do implante de HAD na tíbia (31,8 ± 2,8) e menor osteogênese na falha produzida no osso parietal (28,6 ± 2,2). O café e o cigarro consumidos isoladamente provocam a diminuição do volume de osso ao redor do implante e o atraso no processo de reparação óssea. Observou-se que o consumo de café associado à exposição à fumaça do cigarro reduziu de forma acentuada o processo de reparação óssea, no presente estudo.

Baixos níveis de esclerostina: preditor de processo inflamatório persistente em pacientes com espondilite anquilosante sob terapia anti-TNF / Low sclerostin levels: a predictive marker of persistent inflammation in ankylosing spondylitis during anti-TNF therapy

Introdução: Baixas concentrações séricas de esclerostina foram descritas em pacientes com Espondilite Anquilosante (EA). No entanto, não existem dados sobre a importância deste inibidor da via de sinalização Wnt em pacientes com EA durante o tratamento com anti fator de necrose tumoral alfa (TNFa). Objetivos: Avaliar longitudinalmente os níveis séricos de esclerostina e sua associação com inflamação e densidade mineral óssea (DMO) em pacientes com EA em tratamento com anti-TNFa. Métodos: Trinta pacientes com EA em atividade foram avaliados no início, 6 e 12 meses, após terapia anti-TNFa em relação aos parâmetros clínicos (BASDAI, BASFI, BASMI e ASQoL), marcadores inflamatórios e dano radiológico basal (mSASSS). Trinta indivíduos saudáveis pareados por idade e sexo constituíram o grupo controle. As análises laboratoriais de esclerostina e da ligação de esclerostina ao receptor LRP6 e a DMO foram realizadas nos pacientes nos mesmos períodos de avaliação e comparadas aos controles. Resultados: Na avaliação inicial, pacientes com EA apresentavam menores concentrações séricas de esclerostina [60,5 (32,7) vs. 96,7 (52,9) pmol/l,P=0,002] e níveis similares de ligação de esclerostina ao receptor LRP6 (P=0,387) em relação aos controles. Foi observado melhora do BASDAI, BASFI, BASMI, ASQoL comparando tempo basal vs. 6 vs. 12 meses (P<0,01). Concomitantemente, observou-se um aumento gradual da DMO da coluna lombar (P<0,001) e no início do estudo os pacientes apresentavam uma correlação positiva entre avaliação radiológica basal (mSASSS) e a DMO da coluna lombar (r=0,468, P<0,01). Foi observada também uma redução dos marcadores inflamatórios comparando tempo basal vs. 6 vs. 12 meses (P<0,01). Os níveis de esclerostina aumentaram progressivamente após o tratamento com anti-TNFa [60,5 (32,7) vs. 67,1 (31,9) vs. 72,7 (32,3) pmol/l, P<0,001]...

Introduction: Sclerostin levels have been reported to be low in ankylosing spondylitis (AS), but there is no data regarding the possible role of this Wnt inhibitor during anti tumor necrosis factor alpha (TNFa) therapy. Objectives: The present study longitudinally evaluated sclerostin levels, inflammatory markers and bone mineral density (BMD) in AS patients under anti-TNFa therapy. Methods: Thirty active AS patients were assessed at baseline, 6 and 12 months after anti-TNFa therapy regarding clinical parameters (BASDAI, BASFI, BASMI and ASQoL), inflammatory markers, BMD and baseline radiographic damage (mSASSS). Thirty age- and sex-matched healthy individuals comprised the control group. Patients' sclerostin levels, sclerostin binding LRP6 and BMD were evaluated at the same time points and compared to controls. Results: At baseline, AS patients had lower sclerostin levels [60.5 (32.7) vs. 96.7 (52.9) pmol/l, P=0.002] and comparable sclerostin binding to LRP6 (P=0.387) than controls. Improvement of BASDAI, BASFI, BASMI, ASQoL was observed at baseline vs. 6 vs. 12 months (P<0.01). Concomitantly, a gradual increase in spine BMD (P<0.001) and a positive correlation between baseline mSASSS and spine BMD was found (r=0.468, P<0.01). Inflammatory parameters reduction was observed comparing baseline vs. 6 vs. 12 months (P<0.01). Sclerostin levels progressively increased [60.5 (32.7) vs. 67.1 (31.9) vs. 72.7 (32.3) pmol/l, P<0.001] after anti-TNFa treatment. At 12 months, the sclerostin levels remained significantly lower in patients compared to controls [72.7 (32.3) vs. 96.70 (52.85) pmol/l, P=0.038]. Moreover, sclerostin serum levels at 12 months were lower in the 10 patients with high CRP (=5mg/l) compared to the other 20 patients with normal CRP (P=0.004)...

Nanoestruturas e a resposta óssea. Uma alternativa segura para a reabilitação com implantes osseointegráveis? / Nanostructures and bone response. Safe alternative for rehabilitation with osseointegrated implants?

A evolução das superfícies dos implantes osseointegrados ocorre em paralelo com o desenvolvimento de novas tecnologias. A aplicação da nanotecnologia corresponde a mais uma etapa no desenvolvimento da superfície dos implantes dentários e os resultados indicam uma melhora na resposta óssea em implantes conhecidos como "nanomodificados". Ainda não está claro como as nanoestruturas atuam na regeneração do tecido ósseo, mas duas hipóteses são apontadas como mais prováveis: a existência de nanoestruturas no tecido ósseo e a interação entre as biomoleculas-células-implante, que também ocorre na escala nanométrica. Hoje, temos diferentes métodos para a análise tridimensional quantitativa e qualitativa das superfícies dos implantes dentários e o correto processamento e avaliação dos dados é fundamental para compreensão dos resultados que irão auxiliar no desenvolvimento da área. A presença de nanoestruturas na superfície dos implantes não garante uma resposta óssea adequada. O objetivo é determinar a nanotopografia ideal para melhorar a resposta óssea, através da caracterização individual de cada nanoestrutura na superfície do implante, quantificando as dimensões, densidade e orientação.

The evolution of osseointegrated implant surfaces occurs in parallel with the development of new technologies. The application of nanotechnology corresponds to one further step on the development of dental implant surfaces and the results demonstrate the enhanced bone formation to the implants so called "nanomodified". However, it is not yet clear how the nanostructures act during healing phase and two hypotheses may explain such results: the presence of nanostructures on bone tissue and the interaction of biomolecules-cells-implant that also occurs at the nanolevel scale. Nowadays, different techniques are available for quantitative and qualitative three- dimensional implant surface analysis, and correct evaluation of results is a fundamental requirement for the development of the field. The presence of nanostructures on the implant surface does not imply on a proper bone response. The goal is to determine the ideal nanotopographic to improve bone response based on the characterization of each individual nanostructure present on the implant surface, providing its dimensions, density and orientation.

Glucocorticoid-Induced osteoporosis: clinical and therapeutic aspects: [review]

Glucocorticoid-induced osteoporosis (GIO) is the most common form of secondary osteoporosis. Fractures, which are often asymptomatic, may occur in as many as 30_50 percent of patients receiving chronic glucocorticoid therapy. Vertebral fractures occur early after exposure to glucocorticoids, at a time when bone mineral density (BMD) declines rapidly. Fractures tend to occur at higher BMD levels than in women with postmenopausal osteoporosis. Glucocorticoids have direct and indirect effects on the skeleton. They impair the replication, differentiation, and function of osteoblasts and induce the apoptosis of mature osteoblasts and osteocytes. These effects lead to a suppression of bone formation, a central feature in the pathogenesis of GIO. Glucocorticoids also favor osteoclastogenesis and as a consequence increase bone resorption. Bisphosphonates are the most effective of the various therapies that have been assessed for the management of GIO. Anabolic therapeutic strategies are under investigation. Teriparatide seems to be also efficacious for the treatment of patients with GIO.

A osteoporose induzida por glicocorticóides (OIG) é a forma mais comum de osteoporose secundária. Fraturas, que são freqüentemente assintomáticas, podem ocorrer em até 30_50 por cento dos pacientes recebendo terapia glicocorticóide crônica. Fraturas vertebrais ocorrem logo após exposição aos glicocorticóides, ocasião em que a densidade mineral óssea (DMO) diminui rapidamente. As fraturas tendem a ocorrer mais com níveis elevados de DMO do que em mulheres com osteoporose da pós-menopausa. Os glicocorticóides têm efeitos diretos e indiretos sobre o esqueleto: eles impedem a replicação, a diferenciação e a função dos osteoblastos e induzem apoptose dos osteoblastos maduros e osteócitos. Esses efeitos levam à supressão da formação óssea, uma manifestação central da patogênese da OIG. Os glicocorticóides também favorecem a osteoclastogênese e, como conseqüência, aumentam a reabsorção óssea. Os bisfosfonatos são a mais efetiva das várias terapias que têm sido avaliadas para o manuseio da OIG. Estratégias terapêuticas com anabolizantes estão sendo investigadas. O teriparatídeo parece também ser eficaz no tratamento de pacientes com OIG.