Proteínas ósseas morfogenéticas em cirurgia de levantamento do seio maxilar / Bone morphogenetic proteins on surgery of maxillary sinus lifting

Introdução: A técnica cirúrgica de levantamento do seio maxilar é indicada nos casos de reabsorção óssea do processo alveolar da maxila na região posterior, que pode inviabilizar a instalação de implantes osseointegrados. Vários materiais de enxertia óssea podem ser associados à técnica cirúrgica com resultados previsíveis e comprovação científica de longos anos. Um dos materiais, substitutos ósseos, utilizado mais recentemente associado à técnica de levantamento do seio maxilar e que vêm apresentando resultados promissores são as proteínas ósseas morfogenéticas (BMPs). As BMPs são polipeptídeos multifuncionais que atuam na cicatrização óssea e no reparo de fraturas devido às suas propriedades osteoindutivas. O uso das BMPs associado à técnica cirúrgica de levantamento do seio maxilar constitui uma nova alternativa para os indivíduos que não querem ser submetidos à cirurgia para remoção de enxerto ósseo autógeno. Objetivo: Realizar uma revisão da literatura sobre o uso das BMPs como material de enxertia associado à técnica cirúrgica de levantamento do seio maxilar. Método: Empregando-se os termos BMP AND sinus lift ; rhBMP-2 ANDsinus lift; BMP AND maxillary sinus floor augmentation; rhBMP-2 AND maxillary sinus floor augmentation como palavras chave, foram selecionados artigos na base de dados Pubmed, publicados entre os anos de 2011 e 2016 na língua inglesa. Conclusão: O uso associado das BMPs com diferentes materiais de enxertia constitui uma alternativa eficaz nos procedimentos cirúrgicos de levantamento do seio maxilar. Todavia, novos estudos clínicos, principalmente estudos prospectivos randomizados, precisam ser realizados para avaliar a eficácia das BMPs como substituto ósseo (AU)

Introduction: The surgical technique of sinus floor elevation is indicated in the presence of severe maxillary atrophy, which can interfere with implant fixation. There are many biomaterials for the use of bone graft that can be associated with good results and scientific proof, and surgical techniques withpredictable results for many years. One of the materials, bone grafts that can be associated with the sinus floor elevation and have been introduced with high levels of success is the bone morphogenetic protein (BMPs). The BMPs are functional polypeptides that are involved in the bone healingbecause of the osteoinductive property.Theuse of the BMPs with maxillary sinus floor augmentation is a new alternative for the individuals who do not want to be submit to surgery for autogenous graft. Aims: Review and discussabout the use of BMPs,as a grafting, associated with the surgical technique for maxillary sinus floor augmentation and furthermore, to know about the indications, success rate (predictability) and the limitations. Method: Using the terms BMP AND sinus lift; rhBMP-2 AND sinus lift; BMP AND maxillary sinus floor augmentation; rhBMP-2 AND maxillary sinus floor augmentation as key words, the articles were selected in the data basePubmed, and published between the years 2011 to 2016. Conclusion: The use of BMPs with differents graft materials could be a good alternativein the maxillary sinus floor augmentation. However, it would be necessary perform more randomized clinical trials, to evaluate the efficacy of BMPs like a bone substitute.(AU)

Efeito da desmineralização óssea sobre parâmetros de superfície e sobre o comportamento de pré-osteoblastos em cultura: estudo em microscopia eletrônica de varredura e confocal / Effect of bone demineralization on surface parameters and on behavior of pre-osteoblasts in culture: study in scanning electron microscopy and confocal microscopy

A desmineralização óssea superficial tem se demonstrado favorável à consolidação de enxertos e ao comportamento celular, entretanto os mecanismos envolvidos ainda não estão esclarecidos. Os subsídios para o embasamento biológico da desmineralização, proporcionado por publicações anteriores, sugeriram que modificações na superfície óssea teriam influenciado o comportamento de pré-osteoblastos em cultura. Assim, este estudo objetivou comparar o efeito de duas concentrações de ácido cítrico na desmineralização de superfícies ósseas onde foram cultivadas células pré-osteoblásticas (MC3T3-E1), e analisar parâmetros de superfície comparando superfícies desmineralizadas a não desmineralizadas. Setenta amostras ósseas bicorticais foram removidas das calvárias de 35 ratos e divididas em grupos para as análises: 1) Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) para avaliação da área de recobrimento e espessura da camada de células sobre as amostras (n = 15) durante 24, 48 e 72 horas: Grupo AC.10 – amostras desmineralizadas por 30 segundos com ácido cítrico 10 %; Grupo AC.50 –amostras desmineralizadas por 30 segundos com ácido cítrico 50 %; e Grupo C (controle) – amostras não desmineralizadas; 2) Microscopia Confocal para análise da área de expressão e intensidade de fluorescência das BMP-2, -4 e -7: AC.10 – seis amostras desmineralizadas conforme item 1); AC.50 – seis amostras desmineralizadas conforme item 1); C – três amostras não desmineralizadas; 3) Microscopia Confocal para análise da rugosidade superficial média (Ra e Sa): Grupos AC.10 e AC.50 com cinco amostras cada, desmineralizadas conforme o item 1), sendo cada amostra seu próprio controle (análises antes e depois da desmineralização). Também foram avaliadas as distâncias entre picos (P-P) e entre picos e vales (P-V) antes e depois da desmineralização; 4) Microscopia Eletrônica de Varredura / Espectroscopia de Energia Dispersiva (MEV / EDS) para análise da composição superficial: mesmas...

The superficial bone demineralization has proved to be a favorable procedure for bone grafts consolidation and cell behavior, however the underlying mechanisms have not been clarified yet. Therefore, this study aimed to compare the effect of two concentrations of citric acid on demineralization of bone surfaces where pre-osteoblastic cells (MC3T3-E1) were cultivated, and analyze surface parameters comparing demineralized bone surfaces with non-demineralized surfaces. Seventy bicortical bone samples were harvested from the calvaria of 35 rats and divided into groups as follows: 1) Scanning Electron Microscopy (SEM) to evaluate the coating area and thickness of cells layers cultured on the samples (n = 15) for 24, 48, and 72 hours: Group CA.10 – samples demineralized for 30 seconds with 10 % citric acid; Group CA.50 – samples demineralized for 30 seconds with 50 % citric acid, and Group C (control) – non-demineralized samples; 2) Confocal Microscopy for analysis of expression area and intensity of fluorescence of BMP-2, -4, and -7: CA.10 – six samples demineralized as item 1); CA.50 – six samples demineralized as item 1); Group C – three non-demineralized samples; 3) Confocal Microscopy for surface mean roughness analysis (Ra and Sa): Groups CA.10 and CA.50 made up of five samples each and demineralized according to item 1), each sample was its own control (analysis before and after demineralization). The distances between peaks (P-P) and between peaks and valleys (P-V) were also evaluated before and after demineralization; 4) Scanning Electron Microscopy / Energy Dispersive Spectroscopy (SEM / EDS) to analyze the surface composition: the same samples of item 3) were evaluated before and after demineralization for atomic percentage (%A) of carbon, oxygen, magnesium, phosphorus, sulfur and calcium. Statistical test was made by adopting the 95 % significance level. Demineralized samples showed cells with morphology in the later stages of differentiation...

Efeito da desmineralização óssea sobre parâmetros de superfície e sobre o comportamento de pré-osteoblastos em cultura: estudo em microscopia eletrônica de varredura e confocal / Effect of bone demineralization on surface parameters and on behavior of pre-osteoblasts in culture: study in scanning electron microscopy and confocal microscopy

A desmineralização óssea superficial tem se demonstrado favorável à consolidação de enxertos e ao comportamento celular, entretanto os mecanismos envolvidos ainda não estão esclarecidos. Os subsídios para o embasamento biológico da desmineralização, proporcionado por publicações anteriores, sugeriram que modificações na superfície óssea teriam influenciado o comportamento de pré-osteoblastos em cultura. Assim, este estudo objetivou comparar o efeito de duas concentrações de ácido cítrico na desmineralização de superfícies ósseas onde foram cultivadas células pré-osteoblásticas (MC3T3-E1), e analisar parâmetros de superfície comparando superfícies desmineralizadas a não desmineralizadas. Setenta amostras ósseas bicorticais foram removidas das calvárias de 35 ratos e divididas em grupos para as análises: 1) Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) para avaliação da área de recobrimento e espessura da camada de células sobre as amostras (n = 15) durante 24, 48 e 72 horas: Grupo AC.10 – amostras desmineralizadas por 30 segundos com ácido cítrico 10 %; Grupo AC.50 –amostras desmineralizadas por 30 segundos com ácido cítrico 50 %; e Grupo C (controle) – amostras não desmineralizadas; 2) Microscopia Confocal para análise da área de expressão e intensidade de fluorescência das BMP-2, -4 e -7: AC.10 – seis amostras desmineralizadas conforme item 1); AC.50 – seis amostras desmineralizadas conforme item 1); C – três amostras não desmineralizadas; 3) Microscopia Confocal para análise da rugosidade superficial média (Ra e Sa): Grupos AC.10 e AC.50 com cinco amostras cada, desmineralizadas conforme o item 1), sendo cada amostra seu próprio controle (análises antes e depois da desmineralização). Também foram avaliadas as distâncias entre picos (P-P) e entre picos e vales (P-V) antes e depois da desmineralização; 4) Microscopia Eletrônica de Varredura / Espectroscopia de Energia Dispersiva (MEV / EDS) para análise da composição superficial: mesmas...

The superficial bone demineralization has proved to be a favorable procedure for bone grafts consolidation and cell behavior, however the underlying mechanisms have not been clarified yet. Therefore, this study aimed to compare the effect of two concentrations of citric acid on demineralization of bone surfaces where pre-osteoblastic cells (MC3T3-E1) were cultivated, and analyze surface parameters comparing demineralized bone surfaces with non-demineralized surfaces. Seventy bicortical bone samples were harvested from the calvaria of 35 rats and divided into groups as follows: 1) Scanning Electron Microscopy (SEM) to evaluate the coating area and thickness of cells layers cultured on the samples (n = 15) for 24, 48, and 72 hours: Group CA.10 – samples demineralized for 30 seconds with 10 % citric acid; Group CA.50 – samples demineralized for 30 seconds with 50 % citric acid, and Group C (control) – non-demineralized samples; 2) Confocal Microscopy for analysis of expression area and intensity of fluorescence of BMP-2, -4, and -7: CA.10 – six samples demineralized as item 1); CA.50 – six samples demineralized as item 1); Group C – three non-demineralized samples; 3) Confocal Microscopy for surface mean roughness analysis (Ra and Sa): Groups CA.10 and CA.50 made up of five samples each and demineralized according to item 1), each sample was its own control (analysis before and after demineralization). The distances between peaks (P-P) and between peaks and valleys (P-V) were also evaluated before and after demineralization; 4) Scanning Electron Microscopy / Energy Dispersive Spectroscopy (SEM / EDS) to analyze the surface composition: the same samples of item 3) were evaluated before and after demineralization for atomic percentage (%A) of carbon, oxygen, magnesium, phosphorus, sulfur and calcium. Statistical test was made by adopting the 95 % significance level. Demineralized samples showed cells with morphology in the later stages of differentiation...

Proteínas ósseas morfogenéticas / Bone morphogenetic proteins: a literature review

Este trabalho de revisão da literatura teve por objetivo explicar o fenômeno da osteoindução, dando ênfase aos avanços no uso das proteínas ósseas morfogenéticas na reparação do tecido ósseo. As BMPs são da superfamília das TGF-β e estão envolvidas em quimiotaxia, mitose e diferenciação de células mesenquimais no tecido ósseo. Esses fatores de crescimento, muito estudados na atualidade, têm como principal membro osteoindutor a BMP-2 e podem ser purificados (obtidos através de osso animal) ou recombinados (através de engenharia genética) para que juntamente com um carreador, ou sozinhos, sejam usados em sítios onde se deseja a formação de novo tecido ósseo. Concluiu-se que as BMPs são uma alternativa viável para o aumento de rebordo alveolar visando a reabilitação com implantes endósseos, sendo necessários mais estudos para assegurar sua eficácia como uma alternativa ao uso de osso autógeno

This aim of this literature review is to explain the osteoinduction principle, giving emphasis on bone morphogenetic proteins for bone tissue repair. BMP’s derived from TGF-β superfamily is involved into chemotaxis, mitosis, and mesenchymal stem cell differentiation at bone tissue level. These growing factors are represented by BMP-2 and can be purified (through animal origin) or recombined (through genetic engineering techniques), to be used with or without a carrier in sites where new bone formation is required. We concluded that BMP’s are an alternative to ridge alveolar augmentation for oral implant rehabilitation, being necessary further studies to assure their efficacy compared to autogenous bone grafts.

Avaliação da remodelação óssea após disjunção da sutura palatina mediana experimental e laserterapia de baixa potência, em ratos Wistar / Bone remodeling after experimental rapid maxillary expansion and low-level laser therapy, in Wistar rats

INTRODUÇÃO: O uso da laserterapia concernente ao estímulo da formação óssea e da revascularização tem tornado objeto de estudo na área de saúde. OBJETIVO: O presente trabalho in vivo teve como objetivo avaliar quantitativamente os efeitos do laser de baixa potência (LBP) na remodelação óssea após a expansão rápida da maxila (ERM) em ratos jovens, através da expressão do RNAm dos genes RANK, RANK-L, Osteoprotegerina (OPG), e o Fator do Crescimento do Endotélio Vascular (VEGF) bem como a análise histológica. MATERIAL E MÉTODO: Utilizou-se 105 ratos Wistar (Rattus norvegicus, albinus), machos, divididos em 4 grupos: Grupo Controle (n=10) animais não tratados (sem ERM e sem aplicação do LBP; Grupo Experimental I (n=40) animais que tiveram apenas a ERM; sendo 25 animais sacrificados nos dias 1, 2, 3, 7, e 10 dias após a ERM para análise com RT-PCR e western blotting e 15 animais foram sacrificados nos dias 0, 7 e 10 dias para análise histológica; Grupo Experimental II (n=40) animais que tiveram ERM + LBP com diodo de Ga-Al-As (Gálio-Alumínio-Arsênio:160J/cm2) no primeiro dia do experimento; os animais foram sacrificados nos mesmos períodos que o Grupo Experimental I; Experimental III (n=15) animais que receberam 3 aplicações de LBP após ERM, totalizando 480J/cm2. Os animais foram sacrificados nos dias 3, 7 e 10 dias após a ERM para análise com RT-PCR e western blotting. A extração do RNAt da maxila foi feita com trizol. A síntese da fita de DNA complementar (cDNA) foi feita a partir de 1µg de RNA, por meio de uma reação de transcrição reversa, com a utilização da enzima transcriptase reversa, e a análise da expressão gênica foi realizada pela reação em cadeia pela polimerase em tempo real (qRT-PCR) no sistema TaqMan®. A análise protéica do VEGF, RANK, RANK-L e OPG foi realizada por meio da técnica western blotting. O teste de variância (ANOVA) foi usado comparando os grupos entre si e inter-grupos seguida pelo teste complementar de Tukey, com nível de significância de 5%. RESULTADOS: A separação dos incisivos induzida pela ERM foi semelhante nos grupos experimentais I e II, o espaço entre os incisivos foi mantido durante toda a fase experimental, e não houve diferença significativa entre os grupos laser e não-laser (p<0,05), demostramdo a eficiência da metodologia usada para abertura da sutura palatina mediana. Para o grau de abertura da sutura, foi quantificada, a área de abertura sutural em todos os grupos após a ERM, e observou-se aumentou significativo comparado com o grupo controle, sendo que no grupo de laser o grau de abertura final foi significativamente menor no grupo laser do que não-laser aos 7 e 14 dias, mostrando que a formação óssea no grupo laser foi mais acelerada, o que pode ser comprovado com os dados histológicos, demonstrando que o laser acelerou o processo de formação óssea. Em relação à expressão relativa dos genes RANK/RANK-L/OPG tanto o grupo com laser quanto o sem-laser mostraram um aumento significativo da expressão comparado ao grupo controle (p < 0,05), principalmente nos períodos iniciais e quando comparou-se o grupo irradiado com o não irradiado observou-se que no grupo com laser houve uma maior expressão desses genes do que no grupo sem laser. CONCLUSÃO: Os resultados sugerem que a formação óssea após a ERM foi observada dentro da sutura palatina e o uso do LBP influenciou a formação óssea acelerando o processo de osteogênese durante a fase inicial do experimento

BACKGROUND: The use of low-level laser terapy with bone stimulation has been studied in the health science field. OBJECTIVE: The aim of the present in vivo study was to quantitatively evaluate the effects of low-level laser therapy (LLLT) on bone healing after rapid maxillary expansion (RME) in young rats, and the RANK, RANK-L, OPG and VEGF gene expressions; and histological analyses. MATERIALS and METHODS: A total of 105 rats Wistar (Rattus norvegicus, albinus), male were assigned tofour groups: Control Group (n=10) with no treatment (no RME and no LLLT); Experimental I (n=40) with RME without LLLT: 25 animals were euthanized at days 1, 2, 3, 7 and 10 after RME for real time reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) and western blotting analysis and 15 animals were euthanized at days 0, 7 and 10 after RME for histological evaluation; Experimental II (n=40) with RME and LLLT (160J/cm2): animals were euthanized at the same periods described for Experimental I. Experimental III (n=15) with RME and 3 aplication of LLLT (480J/cm2): animals were euthanized at days 3, 7 and 10 after RME for real time reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) and western blotting analysis. Part of the sample was kept at -80°C for genes expression and protein production, and another for histological analysis. The total RNA was extracted using trizol. Complementary DNA (cDNA) was synthesized using 1µg of RNA in a reverse transcription reaction and for genes expression we used RT-PCR in the TaqMan® system. The RANK, RANK-L, OPG, and VEGF and proteins analysis was made using western blotting. The ANOVA and Tukey tests were used and significance level was set at 5%. RESULTS: The expansion-induced opening of the incisors was similar among the groups, the space between the incisors was kept during all the experimental phase and there was no difference between laser and no laser therapy groups (p<0,05) showing that this methodology was efficient to open the palatine suture. The the opened along the suture was quantified, the area in all RME groups significantly increased compared with control group. Following laser therapy, the palatal suture opening decreased at 7 and 14 days, showing that bone formation in laser group was accelerate, and it was proved with histological analysis, that showed that LLLT accelerated bone formation. Regarding RANK/RANK-L/OPG gene expression, both laser and no-laser therapy groups showed a significant increased in these genes expression, compared to the control group, mainly at the initial periods of healing. Laser therapy group showed a higher expression of these genes than no laser group. CONCLUSIONS: The results suggest that bone formation after RME was observed within palatal suture and the application of the LLLT influenced bone formation accelerating the process of bone mineralization during the initial experimental phase

Efeito da triiodotironina na expressão das proteínas ósseas durante a diferenciação osteogênica de células-tronco mesenquimais / Effect of triiodothyronine on the bone proteins expression during osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells

OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da T3 na expressão da osteocalcina, osteo­pontina e colágeno I durante a diferenciação osteogênica das células-tronco mesenquimais (CTM). MATERIAIS E MÉTODOS: As células da medula óssea de ratas Wistar jovens foram extraídas, cultivadas e separadas em cinco grupos: controle (indiferenciado), diferenciado (estímulo osteogênico) e diferenciado com T3 (10-3 nM, 10-2 nM e 100 nM). Para cada grupo, foram cultivadas quatro amostras que foram analisadas por RT-PCR tempo real aos 7, 14 e 21 dias, para quantificação dos transcritos gênicos para osteocalcina, osteopontina e colágeno I. RESULTADOS: Todos os grupos diferenciados sem T3 ou com T3 independentemente da concentração apresentaram expressão de colágeno I significativamente menor e expressão de osteocalcina e osteopontina significativamente maior em comparação a das CTM indiferenciadas. Mas o grupo T3 100 nM apresentou concentração de osteocalcina mais elevada e semelhante à da cultura de osteoblastos. CONCLUSÃO: Conclui-se que a triiodotironina não altera a expressão de osteopontina e de colágeno pelas CTM, mas aumenta a expressão da osteocalcina durante a diferenciação osteogênica in vitro, sendo esse efeito dose-dependente.

OBJECTIVE: The aim of this study was to evaluate the effect of T3 on the expression of osteocalcin, osteopontin and collagen I during osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells (MSC). MATERIALS AND METHODS: The bone marrow cells of Wistar rats with 30 days of age were extracted, cultured and separated into five groups: control (undifferentiated), differentiated (osteogenic stimulus) and differentiated with T3 (10-3 nM, 10-2 nM and 100 nM). For each group, four samples were cultured and were analyzed by real time RT-PCR at 7, 14 and 21 days for quantification of gene transcripts for osteocalcin, osteopontin and collagen I. RESULTS: All the different groups without T3 or with T3 regardless of the concentration, showed the collagen I expression significantly lower expression, and osteocalcin and osteopontin expression significantly greater than that of undifferentiated MSC. Nevertheless, the group T3 100 nM showed higher expression of osteocalcin and a similar expression of the osteoblast culture. CONCLUSION: In conclusion, the triiodothyronine does not affect the expression of osteopontin and collagen I, but increases ostecalcin expression during osteogenic differentiation in vitro of the MSC, and this effect is dose-dependent.