Efficiency analysis of commercial polymeric membranes for bone regeneration in rat cranial defects

Purpose: To evaluate the in vivo efficiency of commercial polymeric membranes for guided bone regeneration. Methods: Rat calvarial critical size defects was treated with LuminaCoat (LC), Surgitime PTFE (SP), GenDerm (GD), Pratix (PR), Techgraft (TG) or control (C-) and histomorphometric analysis determined the percentage of new bone, connective tissue and biomaterial at 1 or 3 months. Statistical analysis used ANOVA with Tukey's post-test for means at same experimental time and the paired Student's t test between the two periods, considering p < 0.05. Results: New bone at 1 month was higher for SP, TG and C-, at 3 months there were no differences, and between 1 and 3 months PR had greater increase growthing. Connective tissue at 1 month was higher for C-, at 3 months for PR, TG and C-, and between 1 and 3 months C- had sharp decline. Biomaterial at 1 month was higher for LC, in 3 months for SP and TG, and between 1 and 3 months, LC, GD and TG had more decreasing mean. Conclusion: SP had greater osteopromotive capacity and limitation of connective ingrowth, but did not exhibit degradation. PR and TG had favorable osteopromotion, LC less connective tissue and GD more accelerated biodegradation.

Effect of ascorbic acid and epidermal growth factor in a rat tibia defect

Purpose: Bone repair aims to restore the anatomical, biomechanical, and functional integrity of the affected structure. Here we study the effects of ascorbic acid (AA) and epidermal growth factor (EGF) applied in a single dose and in combination on the repair of a noncritical bone defect model. Methods: Twenty-four rats were divided into four groups: an intact G-1 control group, and three groups that underwent a noncritical bone defect in the right tibia: G-2 treated with AA, G-3 treated with EGF, and G-4 treated with AA in combination with EGF. After 21 days of treatment, rats were sacrificed, the tibias were dissected and a destructive biomechanical analysis of three-point flexion test was performed in a universal testing machine; the values of stiffness, resistance, maximum energy, and energy at maximum load were statistically compared. Results: G-3 and G-4 recovered the biomechanical properties of strength and stiffness of an intact tibia 3 weeks after their application. Not so the energy and energy at maximum load. For G-2, only the stiffness of an intact tibia was recovered. Conclusion: EGF and AA-EGF applied to a noncritical bone defect in the rat tibia favors the recovery of bone resistance and stiffness.

Analysis of the biocompatibility of a biocelulose and a poly L- lactic acid membrane

The use of selective barriers as resorbable membranes has become a routine clinical procedure for guided bone regeneration. Therefore, the production of membranes with a low inflammatory potential during their resorption process has become the goal of a considerable number of researches. Aim: The purpose of the present study was to evaluate the biocompatibility of poly (L- lactic acid) (PLLA) and biocelulose membranes (BC) inserted in the subcutaneous tissue on the dorsum of rats. Methods: Fifteen animals underwent surgical procedures for the insertion of 4 types of membranes: COL (Collagen membrane) ­ Control Group; BC (Biocellulose membrane); BCAg (Biocellulose membrane impregnated with Silver); PLLA (Poly (L-lactic acid) membrane). All membrane types were inserted into each animal. Animals were euthanized after 3, 7, and 15 days of the surgical procedure. Descriptive histological analyses were carried out to investigate host tissue reaction to membrane presence by assessing the anti-inflammatory process composition associated with the membrane resorption and the presence of foreign-body reaction or encapsulation. Results: The BC membranes showed a higher degree of inflammation and poor pattern of integration with the surrounding tissues than the PLLA and COL membranes. Conclusion: The PLLA and COL membranes present better biocompatibility than the BC membranes

Biomateriales compuestos para restauración ósea obtenidos mediante tecnologías basadas en el uso del campo electromagnético / Composite biomaterials for bone restoration obtained by technologies based on the use of the electromagnetic

Introducción: El panorama demográfico en el mundo está cambiando. La población mayor de 60 años es el segmento que está creciendo más rápidamente y en el que las enfermedades del tejido óseo se presentan con más frecuencia, lo que aumenta la demanda de materiales y tecnologías apropiadas para restaurar estos tejidos. Objetivo: Analizar la información que se ha generado sobre el desarrollo de biomateriales compuestos para la reparación ósea, con énfasis en la identificación de las tecnologías emergentes basadas en el uso del campo electromagnético, sus aplicaciones y potencialidades. Métodos: Se consultaron trabajos científicos publicados en libros, revistas, patentes y tesis. El 80 por ciento de la documentación seleccionada pertenece al periodo 2010-2019. Análisis e integración de la información: Los métodos identificados fueron clasificados en cinco grupos: electrodeposición química, ya sea por electrólisis, electroforesis o síntesis electroforética in situ; electroporación; electrohilado; control magnético distal y bioestimulación electromagnética de células y tejidos, directamente o por la introducción de dispositivos que convierten la energía electromagnética en energía mecánica. Conclusiones: Estos métodos permiten la conformación de matrices celulares y acelulares compuestas y, además, dispositivos bioestimuladores con control de los parámetros de construcción y acción, de tal manera, que se logran procesos con mayor grado de reproducibilidad y a la medida de los requerimientos específicos para cada paciente(AU)

Introduction: The global demographic panorama is changing. The population aged over 60 years is the fastest growing segment, as well as the one where bone tissue diseases are most common, increasing the demand of appropriate materials and technologies to restore those tissues. Objective: To analyze the information so far generated about the development of composite biomaterials for bone repair, with an emphasis on the identification of emerging technologies based on the use of the electromagnetic field, its applications and potential. Methods: An analysis was performed of scientific papers published in books, journals, patents and theses. Of the documentation selected, 80 percent was from the period 2010-2019. Data analysis and integration: The methods identified were classified into five groups: chemical electrodeposition, be it by in situ electrophoretic synthesis, electrolysis or electrophoresis; electroporation; electrospinning; distal magnetic control and electromagnetic biostimulation of cells and tissues, either directly or incorporating devices which convert electromagnetic energy into mechanical energy. Conclusions: These methods permit the conformation of composite cellular and acellular matrices as well as biostimulator devices controlling construction and action parameters in such a way that the processes obtained display greater reproducibility and are more in keeping with the specific requirements of each patient(AU)

Efeito do envelhecimento hidrotérmico e mecânico na performance à fadiga de zircônias de alta translucidez / Effect of hydrothermal and mechanical aging on the fatigue performance of high-translucency zirconias

O objetivo deste trabalho foi avaliar a resistência à fadiga e ciclos até a falha de 3 zircônias odontológicas após envelhecimento hidrotérmico isolado e um novo protocolo alternado. Discos de zircônia "Y"Z T (VITA), INCORIS "T"ZI (Dentsply Sirona) e "K"ATANA UTML (Noritake Kuraray) (N=135) ­ 1ª, 2ª e 3ª gerações, respectivamente ­, foram divididos em 9 grupos (n=15), com 3 tratamentos para cada zircônia: CF ­ Controle, somente com fadiga mecânica; EF ­ Envelhecido em reator hidrotérmico a 134 ºC por 20 h + Fadiga; EFA: 4 passos de envelhecimentos de 5h alternados com fadiga. O teste de fadiga em flexão biaxial foi realizado com configuração de pistão sob 3 esferas, utilizando o método step-stress (carga inicial: 100 Mpa, step: 50 MPa/10.000 ciclos, frequência: 20 Hz). Os dados foram analisados através de teste Kaplan-Meir e Mantel-Cox com α=0,05, além da análise de Weibull. Discos fraturados foram analisados em estereomicroscópio, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Difratômetro de Raios-X (DRX). O envelhecimento isolado com fadiga aumentou a resistência do grupo TEF (810 ± 76 MPa), enquanto diminuiu a do YEF (516 ± 38 MPa), o protocolo alternado aumentou a resistência apenas para a YZ T (730 ± 59 MPa). A KATANA UMTL não apresentou diferenças para ambos os tratamentos. Igualmente, foi a única a não sofrer transformação de fase T-M. O grupo TEF apresentou maior taxa sobrevivência à fadiga (147,000.00 ciclos). A origem de fratura para todos os espécimes deu-se no lado de tração em defeitos pré-existentes. Zircônias de 2ª geração possuem melhor comportamento mecânico e longevidade pós-envelhecimento e fadiga. Embora seja menos resistente, a KATANA UTML não sofreu degradação

This study aimed to evaluate the fatigue strength and cycles for failure of 3 dental zirconias after isolated and a novel hydrothermal and mechanical fatigue cycling aging protocol. "Y"Z T (VITA), INCORIS "T"ZI (Dentsply Sirona) and "K"ATANA UTML (Noritake Kuraray) zirconia discs (N=135), were divided into 9 groups (n=15), according to 3 proposed treatments for each zirconia: CF (control ­ only mechanical fatigue cycling); AF (aging in hydrothermal reactor at 134°C for 20 h + mechanical fatigue cycling ); AFA (Alternating protocol: 4 steps of 5 h of hydrothermal aging intercalated with mechanical fatigue cycling). Mechanical fatigue aging was performed according to the step stress approach through biaxial flexural setup (piston-on-3-balls, initial strength: 100 MPa, step: 50 MPa/ci000, frequency: 20 Hz) until failure. Data were analyzed using KaplanMeier and Mantel-Cox test (α=0.05), in addition to Weibull analysis. Fractured discs were analyzed in stereomicroscope, Scanning Electron Microscopy and XRay Diffraction. Continuous hydrothermal and mechanical fatigue cycling decreased the fatigue strength of YAF group (516 ± 38 MPa), while the alternating protocol increased it (730 ± 59 MPa). KATANA UTML showed no differences for both treatments and did not undergo T-M phase transformation. The TAF group showed the highest fatigue strength (810 ± 76 MPa) and cycles for failure (147,000.00 cycles). The fracture origin for all specimens was on the tensile side in pre-existing defects. INCORIS TZI zirconia have higher fatigue strength after hydrothermal and mechanical fatigue aging. Although less resistant, KATANA UTML did not suffer chemical degradation

Biocompatibilidade do gel de quitosana associado ao glicerol fosfato na reparação de defeitos ósseos induzidos experimentalmente no rádio de coelhos (Oryctolagus cuniculus) / [Biocompatibility of chitosan gel associated with glycerol phosphate for the healing of experimentally induced radial defects in rabbits (Oryctolagus cuniculus)]

A engenharia de tecidos caracteriza-se como ciência interdisciplinar, a qual vem desenvolvendo biomateriais para a regeneração do tecido ósseo no âmbito das medicinas humana e veterinária. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a regeneração óssea obtida da aplicação do hidrogel de quitosana associado ao glicerol fosfato em falha óssea experimentalmente induzida no rádio de coelhos. Foram utilizados 15 coelhos adultos, distribuídos aleatoriamente em dois grupos, representados por cada um dos rádios de cada animal, sendo um grupo tratado com hidrogel de quitosana associado ao glicerol fosfato (grupo biomaterial - GB) e um grupo que não recebeu tratamento com o biomaterial (grupo controle - GC). Os animais foram avaliados radiograficamente, por densitometria óptica e análise histológica, nos períodos 30, 60 e 90 dias pós-operatórios. Houve superioridade estatística na média geral das avaliações radiográficas do GB (2,33±0,48) sobre o GC (1,77±0,06). As médias gerais de avaliação densitométrica do GB foram superiores às do GC, sendo 6,207±1,374 e 5,71±1,512, respectivamente. A avaliação histopatológica do GB foi superior à do GC nos períodos de 30, 60 e 90 dias. Assim, é possível afirmar que o hidrogel de quitosana constitui biomaterial de características desejáveis, promovendo consolidação óssea mais rápida e eficiente, sem causar reações adversas.(AU)

Tissue engineering is an interdisciplinary science that has been developing biomaterials for bone regeneration in medicine and veterinary medicine, following an imminent need. The aim of this study was to evaluate bone regeneration after use of chitosan hydrogel associated with glycerol phosphate in experimentally induced bone gap in the radius of rabbits. Fifteen adult rabbits were randomly distributed in two experimental groups, represented by each radius of every single animal. The animals in the Biomaterial Group (GB) were treated with a glycerol phosphate-associated chitosan hydrogel and in the Control Group (GC) they received no treatment with the biomaterial. The animals were evaluated clinically, radiographically, histologically and by optic densitometry at 30, 60 and 90 days postoperatively. There was statistical superiority in the general average of the radiographic estimates of GB (2.33 ± 0.48) over the CG (1.77 ± 0.06). The general averages of GB densitometric evaluation were higher than the CG, being 6.207 ± 1.374 and 5.71 ± 1.512, respectively. Histopathological evaluation of GB was superior to CG in periods of 30, 60 and 90 days. Chitosan hydrogel constitutes a biomaterial of desired characteristics, promoting faster and more efficient bone repair when compared to GC.(AU)

Análise da resistência de placas ósseas de acrílico fabricadas a laser quando submetidas a diferentes forças que agem sobre o foco de fratura / Analysis of the resistance of laser-made acrylic bone plates when subjected to different forces acting on the fracture focus

Objetivou-se com este trabalho analisar a resistência de placas ósseas de acrílico, confeccionadas com cortadora a laser CO2, quando submetidas às forças que agem sobre o foco de fratura. Foram utilizados 40 fêmures de ovinos (Ovis aries) e confeccionadas 40 placas de acrílico, os quais foram avaliados em grupos: grupo OP - foram avaliados 20 ossos fraturados reduzidos com 20 placas de acrílico; grupo PS - foram avaliadas 20 placas de acrílico; e grupo OS - foram avaliados 20 ossos íntegros e frescos. Todos foram submetidos a ensaios mecânicos de compressão, flexão, torção e tração, em máquina de ensaios universal EMIC® 10000. Os testes eram interrompidos quando havia fratura do corpo de prova. O grupo PS suportou carga de compressão significativamente superior aos demais grupos OP e OS (13.255±290N, 4.932±827N e 8.681±303N, respectivamente). Já em relação à prova de flexão, o grupo OS foi significativamente mais resistente, com média de 2.698±305N, em relação aos grupos OP e PS, que obtiveram 1.315±92N e 1.537±37N, respectivamente. Conclui-se que as placas de acrílico usinadas a laser apresentam resistência mecânica inferior ao fêmur de ovinos, entretanto, devido à resistência exibida nos testes, demonstraram potencial para serem implantadas em ossos com menor demanda de carga.(AU)

The objective of this work was to analyze the resistance of acrylic bone plates, made with CO 2 laser cutter, when subjected to the forces acting on the fracture focus. Forty ovine femurs (Ovis aries) were used and 40 acrylic plates were prepared and evaluated in groups: In the OP Group, 20 fractured bones reduced with 20 acrylic plates were evaluated; in the PS Group, 20 acrylic plates were evaluated; and in the OS Group 20 intact and fresh bones were evaluated. All were submitted to mechanical tests of compression, bending, twisting and traction in an EMIC® 10000 universal testing machine. The tests were interrupted when the body of proof was fractured. The PS group supported a significantly higher compression load than the other OP and OS groups (13,255±290 N, 4,932±827 N and 8,681±303 N, respectively). Regarding the flexural test, the OS group was significantly more resistant, with a mean of 2,698±305 N, compared to the groups OP and PS that obtained 1,315±92 N and 1,537±37 N respectively. It is concluded that the laser-machined acrylic plates have inferior mechanical resistance to the femur of the ovine, however, due to the presented resistance, it shows potential to be implanted in bones with lower load demand.(AU)

Elaboração, desenvolvimento e instalação do primeiro banco de pele animal no Brasil para o tratamento de queimaduras e feridas / Elaboration, development, and installation of the first animal skin bank in Brazil for the treatment of burns and wounds

Introdução: A produção e a distribuição de pele humana pelos Bancos de Pele do Brasil é insuficiente para atender a demanda do país, suprindo menos de 1% da necessidade para tratar as vítimas de queimaduras. O objetivo do trabalho foi apresentar a elaboração e o desenvolvimento da implantação do primeiro Banco de Pele Animal do Brasil para tratamento da queimadura. Métodos: Trata-se de um estudo metodológico. O Banco de Pele Animal Aquático foi elaborado, desenvolvido e instalado a partir do desenvolvimento do processamento de pele da tilápia, da revisão sistemática de estudos referentes a banco de pele animal, de visitas à pscicultura em Jaguaribara-CE, da visita técnica aos bancos de pele humana no Brasil, de consulta técnica e de treinamento no Banco de Pele de Recife, da observação de todas as fases de processamento da pele de tilápia e da identificação da estrutura física da área onde ocorrem todos os processos. Resultados: Além da produção e da distribuição da pele da tilápia para os estudos em vítima de queimaduras, o banco está processando mais de 5000 peles de tilápia e encontra-se em fase de distribuição desta pele para estudos multicêntricos em outros estados e outras especialidades, que desenvolvem pesquisas nas áreas de ginecologia, ortopedia, endoscopia, estomaterapia, cirurgia vascular, odontologia e veterinária. Conclusão: este trabalho possibilitou a elaboração, o desenvolvimento e a implementação do primeiro Banco de Pele Animal do país e o primeiro Banco de Pele Aquática do mundo.

Introduction: The production and distribution of human skin by Brazilian skin banks is insufficient to meet the country's demand, supplying less than 1% of the need for treating burn victims. The objective of this work was to present the elaboration and development of the first animal skin bank of Brazil for the treatment of burns. Methods: This methodological study elaborated, developed, and installed The Aquatic Animal Skin Bank in terms of the development of tilapia skin processing after a systematic review of studies referring to animal skin banks based on visits to the pisciculture center in Jaguaribara-CE, technical visits to human skin banks in Brazil, technical consultation and training in the Recife Skin Bank, the observation of all phases of tilapia skin processing, and the identification of the physical structure of the area where the processes occur. Results: In addition to the production and distribution of tilapia skin for studies on burn victims, the bank is processing more than 5000 tilapia skin samples and is in the distribution phase of this skin for multicentric studies in other states and specialties including gynecology, orthopedics, endoscopy, stomatherapy, vascular surgery, dentistry, and veterinary medicine. Conclusion: This work enabled the elaboration, development, and implementation of Brazil's first animal skin bank and the world's first aquatic skin bank.

BONEFILL ® block as alternative for bone substitute: a toxicological evaluation

ABSTRACT Bone substitutes based on hydroxyapatite (HA) and Bonefill® (BO - inorganic bovine bone) associated with poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) (HA/PLGA and BO/PLGA) were evaluated concerning cytotoxicity, genotoxicity and mutagenicity as potential candidates for bone repair. The materials were developed and provided by Bionnovation Biomedical Products Ltda. Eluates from these bone substitutes were prepared for toxicity evaluations using eukaryotic cell cultures. HA/PLGA was used as a comparison for Bonefill®. Cell viability was evaluated by XTT assay and surviving fraction was calculated for clonogenic survival. Additionally, tail moment was used to assess genotoxicity (comet assay). The frequencies of binucleated cells with micronucleus (FBMN), micronucleus (FMN), nucleoplasmic bridges (NPBs), and nuclear buds (NBUDs) were analysed by cytokinesis-block micronucleus assay (CBMN assay). Results showed no statistical difference in cell viability compared with negative control (NC) The eluates did not promote delayed cytotoxicity whereas the surviving fraction rate for cultured cells was similar to NC. Furthermore, no genotoxicity or mutagenicity effects were observed for cultured cells with the Bonefill/PLGA and HA/PLGA eluates. In conclusion, the negative cytotoxicity, genotoxicity and mutagenicity results indicate that these bone substitutes presented interesting preliminary results as potential biomaterials for bone repair.

Avaliação histológica e por microscopia eletrônica de varredura da biocerâmica de fosfato de cálcio nano-estruturada micromacro porosa em grânulos em defeito crítico de rádio de coelhos / Histological and nano-structured calcium phosphate bioceramic micro-macro porous granules in critical defect rabbits radius scanning electron microscopy evaluation

Objetivou-se avaliar, histologicamente e por microscopia eletrônica de varredura (MEV), a evolução de defeitos críticos experimentais em rádio de coelhos preenchidos ou não com biocerâmica fosfocálcica nanoestruturada micromacro porosa em grânulos. Utilizaram-se 70 coelhos, Nova Zelândia, adultos jovens, machos, e realizou-se um defeito crítico nos rádios. Os membros constituíram os grupos: GI, biocerâmica lenta, GII, biocerâmica moderada e GIII, controle negativo. Após cada período experimental, os animais foram sacrificados, e os rádios coletados. As avaliações histológicas foram realizadas aos oito, 15, 30, 45, 60, 90 e 120 dias, e as análises de MEV aos 60, 90 e 120 dias. Histologicamente, observou-se processo de reparação óssea mais adiantado nos grupos GI e GII comparando-se ao GIII. Na MEV, constatou-se maior proporção de osso maduro e presença de ósteons secundários nos GI e GII, sendo mais evidente no GII, confirmando os achados histológicos. As cerâmicas promoveram preenchimento completo do defeito, enquanto no grupo controle houve preenchimento no centro do defeito, permanecendo espaços vazios nas laterais. Conclui-se que o emprego das biocerâmicas de absorção lenta e moderada favorece a regeneração óssea completa em defeitos críticos sendo indicadas como substituto ósseo. A maturação óssea ocorre mais precocemente quando se emprega a cerâmica de absorção moderada.(AU)

The objective was to evaluate, through histologic exam and by scanning electron microscopy (SEM), the evolution of experimental critical defects in radio or not filled with nano-structured calcium phosphate micro-macro porous bioceramic granules rabbits. We used 70 rabbits, New Zealand, young adults, males, there was a critical defect in radio. The members were the groups: GI, slow bioceramic, GII, GIII and bioceramic moderate, negative control. After each experimental period, the animals were sacrificed and the radios harvested. Histological evaluations were performed at eight, 15, 30, 45, 60, 90 and 120 days and SEM analyzes at 60, 90 and 120 days. Histologically there was bone healing process earlier in GI and GII compared to GIII. In SEM we observed a higher proportion of mature bone and presence of secondary osteons in GI and GII, being more evident in the GII, confirming the histological findings. Ceramic promoted complete filling of the defect, while the control group was filling in the center of the defect, with empty spaces remaining on the sides. In conclusion, the use of bioceramics, slow and moderate absorption favor complete bone regeneration in critical defects being indicated as a bone substitute. The maturation occurs earlier when employing the ceramic moderate absorption.(AU)

Avaliação histológica e histomorfométrica da regeneração óssea a partir da utilização de biomateriais em tíbias de ovinos / Histological and histomorphometric evaluation of bone regeneration with biomaterial in the tibia of sheep

Falhas ósseas são comumente encontradas na medicina veterinária em diferentes enfermidades, principalmente por traumas em grandes animais. Frequentemente faz-se necessário auxiliar este reparo tecidual para melhor correção desta falha. Os biomateriais foram desenvolvidos para cumprir esta função. A fim de avaliar o comportamento celular perante estes substitutos ósseos, a realização de testes in vivo é fundamental. A partir da observação da unidade morfofuncional do tecido é possível avaliar a quantidade e a qualidade do tecido neoformado. Atualmente, em estudos ortopédicos, os ovinos são considerados animais de escolha como modelo experimental. Falhas ósseas foram realizadas experimentalmente em ovinos, onde foram implantados biomateriais à base de quitosana, hidroxiapatita e colágeno. Após 60 dias foi realizada biopsia no local do reparo tecidual e por meio da histomorfometria da matriz orgânica, da análise descritiva da microscopia de luz e da microscopia eletrônica de transmissão, o tecido neoformado foi avaliado e comparado. Na histomorfometria, não houve diferença significativa quanto à quantidade de tecido neorformado do grupo controle e do grupo com biomaterial, porém quando comparado ao osso pré-existente, retirado no momento da confecção da falha, a área de matriz óssea foi menor. Na descrição da microscopia de luz e em maiores detalhes na análise ultra estrutural, observou-se o biomaterial em contato íntimo com o tecido neoformado, sugerindo boa biocompatibilidade. Foi possível observar o padrão da reparação tecidual, onde o membro controle e o membro com biomaterial não diferiram quanto à arquitetura tecidual, porém nas amostras com o implante do biomaterial foi identificada a presença do mesmo. Todas estas informações sugerem que o biomaterial não prejudicou a regeneração óssea, apresentou boa biocompatibilidade e denota potencial para auxiliar na rotina ortopédica de grandes animais.(AU)

Bone defects are commonly found in veterinary medicine through different disease such as trauma, especially in large animals. Frequently it is necessary to assist this tissue repair for better regeneration. Biomaterials in general are designed to this function. In order to understand the bone cells in the presence of bone substitutes, tests in vivo are essential for these studies. The quantity and quality of new tissue formation can be assessed by observation of tissue morphofunctional unit. Currently, in orthopedic studies sheep are considerated animals of choice for experimental development. Bone defects were performed experimentally in sheep and were implanted chitosan, hydroxyapatite and collagen biomaterials. After 60 days, biopsy was performed at the site of tissue repair and the new tissue formation was described, evaluated and compared by organic matrix bone histomorphometry and electronic transmission microscopy. After hystomorfometry analysis there was no difference between control group and biomaterial group, but when compare with pre-existent tissue, the values are smaller. In descriptive analysis was observed intimate contact with biomaterial and new tissue formation suggesting biocompatibility. It observed the pattern of tissue repair in control group and biomaterial group did not differ in the architecture tissue. However, in the biomaterial group was identified presence of the biomaterial in the specimen. All these data suggest that the biomaterial did not impair bone regeneration, had good biocompatibility and potential to assistant in orthopedic routine of large animals.(AU)

A Novel Porous Diamond - Titanium Biomaterial: Structure, Microstructure, Physico-Mechanical Properties and Biocompatibility

ABSTRACT With the aim of introducing permanent prostheses with main properties equivalent to cortical human bone, Ti-diamond composites were processed through powder metallurgy. Grade 1 titanium and mixtures of Ti powder with 2%, 5% and 10 wt% diamond were compacted at 100MPa, and then sintered at 1250°C/2hr/10-6mbar. Sintered samples were studied in the point of view of their microstructures, structures, yield strength and elastic modulus. The results showed that the best addition of diamonds was 2 wt%, which led to a uniform porosity, yield strength of 370MPa and elastic modulus of 13.9 GPa. Samples of Ti and Ti-2% diamond were subjected to in vitro cytotoxicity test, using cultures of VERO cells, and it resulted in a biocompatible and nontoxic composite material.

Bioimpressão e produção de mini-órgãos com células tronco / Bioprinting with stem cells and production of mini-organs

A bioimpressão é considerada uma fonte promissora no desenvolvimento celular, e na produção de mini-órgãos, válulas, cartilagens que futuramente poderão ser utilizados na terapia para transplantes em animais e humanos. Assim, essa técnica poderá ser utilizada como uma terapia eletiva, no tratamento de injúrias e principalmente no tratamento de doenças crônico-degenerativas. Em humanos essa terapia está sendo pesquisada a fim de auxiliar a medicina no tratamento e regeneração de tecidos impressos a partir de arcabouços de células desenvolvidas a partir de células-tronco, biomateriais e impressões em 3D. O uso dessa tecnologia é também um auxiliar nas pesquisas oncológicas com o intuito de projetar e avaliar a proliferação celular de tumores, bem como a ação de novos medicamentos quimioterápicos. No entanto, a maior limitação para o uso da terapia utilizando-se a impressora de células, órgãos e tecidos em 3D é a falta de protocolos unificados com metodologias reprodutíveis e detalhadas; com o objetivo de viabilizar a utilização da impressora e a impressão de células, órgãos e tecidos em 3D. Dessa forma, esta revisão busca reunir as publicações mais atuais na área, as quais destacam os avanços no uso de bioimpressão com células-tronco, a fim de descrever as principais técnicas e os potenciais de utilização como alternativa terapêutica na medicina humana e veterinária.(AU)

The bioprinting is considered a promising source in cell development, and production of mini-organs, valves, cartilage that may eventually be used in therapy for transplantation in animals and humans. It can also be used as an elective therapy in the treatment of injuries and treatment of chronic degenerative diseases. In humans, this therapy is been studied mainly in the treatment and regeneration of tissues printed from scaffold cells developed from stem cells, biomaterials and impressions in 3D. This technology is also an aid for the study of the formation of tumors, in order to design and evaluate the cellular proliferation of the tumors and the action of new chemotherapy drugs. However, the main drawback to this therapy is the lack of standardized protocols with reproducible and detailed methodologies with the aim of enabling the use of bioprinting and printing cells, tissues and organs in 3D. Thus, this review seeks to bring together the most current publications of the bioprinting area in order to describe the technique and its potential use as a therapeutic alternative.(AU)

Avances en protección pulpar directa con materiales bioactivos / Recent advances in direct pulp capping with bioactive materials

Con el advenimiento de los materiales Bioactivos hoy hay un cambio de paradigma en el tratamiento de la protección pulpar directa. Está ampliamente demostrado en la literatura tanto en los estudios in vitro como in vivo, que estos materiales son más efectivos que el hidróxido de calcio para lograr cambios biológicos y microestructurales en el tejido pulpar y dentinario. Es así que surgen los materiales bioactivos, los cuales son sustancias que al ponerse en contacto con los tejidos vivos, provocan un efecto positivo sobre los mismos formando tejidos calcificados. Inducen una respuesta biológica específica en la interfase material-tejido. Actualmente los que cuentan con mayor aval científico son: MTA, Biodentine y Theracal LC.

Nowadays with the arrival of the Bioactive Materials, there has been an important change in the treatment of direct pulp capping. It is already probed, in studies in vitro and in vivo that these materials are more effective than calcium hydroxide as they obtain biological and microstructural changes in the pulpar and dentinal tissues.That is the reason for the appearance of the BIOACTIVE materials, which cause a specific biological response in the interface material-tissue when they are in contact with the vital tissues. The actual materials with the best scientific acceptance are: MTA, Biodentine and Theracal.

Estudo comparativo da resistência mecânica da força de compressão entre biomateriais naturais, sintéticos e mistos / Comparative study of mechanical strength of compression between natural, synthetic and mixed biomaterials

As afecções ortopédicas com perda de tecido ósseo são um desafio tanto na medicina veterinária quanto na medicina humana. Portanto, não é raro ortopedistas se depararem com fraturas cominutivas irredutíveis de ossos longos, neoplasias ósseas ou não-uniões, que necessitam de procedimentos cirúrgicos reparadores, por meio da substituição de segmento ou preenchimento de falha óssea com o uso de biomateriais. Pretende-se com esta pesquisa avaliar e comparar a resistência mecânica entre biomateriais naturais, sintéticos e mistos. Foram utilizados sete grupos experimentais compostos por seis corpos de provas cada: Grupo 1 , tecido ósseo cortical de coelho (OSSO - controle); Grupo 2, cimento ósseo (CO); Grupo 3, cimento ósseo autoclavado (COA); Grupo 4, cimento ósseo e macrofragmento ósseo cortical de cão (COMaFO); Grupo 5, cimento ósseo e macrofragmento ósseo autoclavado de cortical de cão (COMaFOA); Grupo 6, cimento ósseo e microfragmento ósseo cortical de cão (COMiFO) e Grupo 7, cimento ósseo e microfragmento ósseo cortical de cão (COMiFOA). Os corpos de prova foram submetidos a ensaios mecânicos de compressão axial controlada em máquina universal de ensaio Emic®. O teste era interrompido quando ocorria queda brusca na curva do gráfico indicando falência da amostra. Em relação à Força máxima, os grupos COA, COMaFOA e COMiFOA não diferiram estatisticamente do grupo controle (OSSO; p>0,01). Já os grupos CO, COMaFO e COMiFO diferiram estatisticamente do grupo controle (OSSO; p<0,01). Quanto a rigidez relativa, os grupos COMaFOA e COMiFOA não diferiram estatisticamente do grupo controle (OSSO; p>0,01). Já os grupos CO, COA, COMaFO e COMiFO diferiram estatisticamente do grupo controle (OSSO; p<0,01). Comparando a deformação, os grupos COMaFo, COMaFOA e COMiFO não diferiram estatisticamente do grupo controle (OSSO; p>0,01). Já os grupos CO, COA e COMiFOA diferiram estatisticamente do grupo controle (OSSO; p<0,01). Conclui-se que apenas os grupos COMaFOA e COMiFOA apresentaram propriedades mecânicas muito semelhantes às do grupo controle (OSSO). Por isso, devido a essas características, esses dois biomateriais (COMaFOA e COMiFOA) seriam os mais indicados como substitutos na reparação de falhas ósseas.(AU)

The orthopedic diseases with bone loss are the challenge in both veterinary and human medicine. Therefore, the orthopedist commonly deal with irreducible comminuted fractures of long bones, bone tumors or non-unions, which require repairers surgical procedures, through the segment replacement or bone defect filling with biomaterials. The aim of this research is to evaluate and compare the mechanical strength of natural, synthetic and mixed biomaterials. Seven experimental groups of six test samples each were used: Group 1 rabbit cortical bone (BONE - control); Group 2, bone cement (CO); Group 3, bone cement autoclaved (COA); Group 4, bone cement and dog cortical bone macrofragment (COMaFO); Group 5, bone cement and bone autoclaved macrofragment dog cortical (COMaFOA); Group 6, bone cement and dog cortical bone microfragment (COMIFO) and Group 7, bone cement and dog cortical bone microfragment (COMiFOA). The specimens were subjected to axial compression mechanical tests controlled universal testing machine EMIC®. The test was stopped when there was sharp decline in the graph curve indicating failure of the sample. In relation to the maximum force, the COA groups COMaFOA and COMiFOA not statistically different from the control group (BONE; p> 0.01). Already the CO groups, COMaFO and COMIFO difeririram statistically the control group (BONE; p <0.01). The relative rigidity, the COMaFOA and COMiFOA groups did not differ statistically from the control group (BONE; p>0.01). Already the CO groups, COA, COMaFO and COMIFO differed significantly from the control group (BONE; p<0.01). Comparing the deformation, the COMaFo groups COMaFOA and COMIFO not statistically different from the control group (BONE; p>0.01). Already the CO groups, COA and COMiFOA differed significantly from the control group (BONE; p<0.01). It is concluded that only COMaFOA and COMiFOA groups showed very similar mechanical properties to the control group (BONE). Therefore, due to these characteristics, these two biomaterials (COMaFOA e COMiFOA) would be the most suitable as a substitute in the repair of bone defects.(AU)

Avaliação da interação biológica entre compósito de quitosana, colágeno e hidroxiapatita e tecido ósseo ovino / Investigation of biological interactions of chitosan-collagen-hydroxyapatite composite with bone tissue in sheep

As lesões em membros de grandes animais são um desafio para médicos veterinários, uma vez que somente a osteossíntese não garante resultados satisfatórios. Muitos pesquisadores vêm se dedicando ao desenvolvimento e estudo de substitutos ósseos produzidos de materiais naturais, como quitosana, colágeno e hidroxiapatita, que auxiliam na regeneração óssea. Seis ovinos fêmeas da raça Santa Inês foram submetidos a ostectomias unicorticais de sete milímetros de diâmetro na região proximal da superfície dorsomedial dos III/IV metacarpianos. Foi implantado compósito de quitosana, colágeno e hidroxiapatita em um membro torácico para avaliação da biocompatibilidade do material ao tecido ósseo ovino, e no membro contralateral foi reproduzida a mesma técnica, porém foi mantido sem preenchimento, como controle. Após 60 dias do procedimento cirúrgico, realizou-se biópsia óssea na área de interface entre biomaterial/osso (membro com compósito) e tecido neoformado/osso (membro controle), para realização de avaliação histológica do material não descalcificado, por meio de microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura. Na análise histomorfométrica, mediante microscopia de luz, foi possível identificar maior porcentagem de tecido neoformado em membro controle, quando comparado ao membro com compósito (80% e 63,5%, respectivamente; P<0,05). Por meio da microscopia eletrônica de varredura, observou-se invasão da estrutura interna do compósito por tecido ósseo neoformado. Não houve formação de tecido cicatricial, reação de corpo estranho ou resposta inflamatória crônica nas amostras analisadas. Conclui-se que o compósito de quitosana, colágeno e hidroxiapatita, quando implantado em tecido ósseo ovino, apresenta biocompatibilidade e perfil osteocondutor.(AU)

Fracture management poses a great challenge to large animal practitioners. Osteosynthesis alone is often insufficient to provide satisfactory outcomes in large animals; therefore, several research efforts have been made to investigate and develop bone substitutes capable of promoting bone regeneration. Chitosan-collagen-hydroxyapatite composites constitute a promising alternative given their similar composition to bone. Six Santa Inês ewes were submitted to the creation of experimental 7mm wide unicortical defects on the dorsomedial aspect of the proximal III/IV metacarpal bone diaphysis. Limbs were randomly selected for treatment with chitosan-collagen-hydroxyapatite composite or to serve as untreated controls. Biopsy fragments were collected from the bone/new bone or the bone/biomaterial interface (control and treated defects respectively) within 60 days of surgery; composite biocompatibility was assessed using light and scanning electron microscopy. Histomorphometric analysis under light microscopy revealed greater percentage of new bone tissue in control compared to treated defects (80% and 63.5% respectively; P<0.05). No scar tissue formation, foreign body or chronic inflammatory reactions were observed. Scanning electron microscopy revealed invasion of the composite by new bone tissue. The chitosan-collagen-hydroxyapatite composite studied is biocompatible with bone and shows osteoconductive properties in sheep.

Experimental acrylonitrile butadiene styrene and polyamide evisceration implant: a rabbit clinical and histopathology study / Estudo clínico e histopatológico em coelhos eviscerados com utilização de implantes de poliamida e acrilonitrila butadieno estireno

The purpose of this study was to evaluate acrylonitrile butadiene styrene (ABS) and polyamide implants in rabbits submitted to evisceration at the macroscopic and microstructure level and to assess clinical response and histopathological changes as well. For the experimental study implants of 12mm diameter were prepared by rapid prototyping, weighed and the outer and inner surfaces evaluated macroscopically and by electron microscopy. In addition, a compression test was performed and ultrastructural damage was then determined. After evisceration of the left eyeball, nine New Zealand rabbits received ABS implants and nine others received polyamide implants. The animals were assessed daily for 15 days after surgery and every seven days until the end of the study (90 days). Histopathological evaluation was performed at 15, 45 and 90 days after surgery. The ABS implants weighed approximately 0.44g, while the polyamide ones weighed 0.61g. Scanning electron microscopy demonstrated that the ABS implants had regular-sized, equidistant micropores, while the polyamide ones showed micropores of various sizes. The force required to fracture the ABS implant was 14.39 ±0.60 Mpa, while for the polyamide one, it was 16.80 ±1.05 Mpa. Fifteen days after surgery, we observed centripetal tissue infiltration and scarce inflammatory infiltrate. Implants may be used in the filling of anophthalmic cavities, because they are inert, biocompatible and allow tissue integration.(AU)

Avaliou-se a macroscopia, a microestrutura, a resposta clínica e histopatológica de implantes de acrilonitrila butadieno estireno (ABS) e poliamida em coelhos submetidos à evisceração. Para o estudo experimental, os implantes foram elaborados por meio de prototipagem rápida, com 12mm de diâmetro, pesados e tiveram suas superfícies avaliadas macroscopicamente e por microscopia eletrônica de varredura. Adicionalmente, foi realizado ensaio de compressão para determinar a força necessária para fraturar os implantes. Após a evisceração do olho esquerdo, nove coelhos da raça Nova Zelândia receberam implantes de poliamida e nove outros receberam implantes de ABS. Os animais foram avaliados diariamente nos primeiros 15 dias após a cirurgia e a cada sete dias até o fim do período experimental (90 dias). Avaliação histopatológica foi realizada aos 15, 45 e 90 dias após a cirurgia. Os implantes de ABS pesaram 0,44g, e os de poliamida 0,61g. A microscopia eletrônica de varredura demonstrou que os implantes de ABS eram formados por microporos equidistantes, enquanto os de poliamida apresentavam microporos de vários tamanhos. A força necessária para fraturar os implantes de ABS foi de 14.39±0.60 Mpa, enquanto para os de poliamida foi de 16.80±1.05Mpa. Quinze dias após a cirurgia, foi observada infiltração fibrovascular centrípeta. Os implantes podem ser utilizados para correção de cavidades anoftálmicas por se mostrarem inertes, biocompatíveis e permitirem a infiltração tecidual.(AU)

Hydroxyapatite, polycaprolactone and alendronate composites for bone regeneration in rabbits' olecranon: histological features / Compósitos de hidroxiapatita, policaprolactona e alendronato na regeneração óssea em olécrano de coelhos: características histológicas

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a biocompatibilidade e a osseointegração de compósitos de hidroxiapatita (HA), policaprolactona (PCL) e alendronato (ALN) em defeitos ósseos produzidos no olécrano de coelhos. Trinta e seis coelhos foram distribuídos em quatro grupos, recebendo como tratamento: (1) compósito de HA (49,5%), PCL (49,5%) e ALN (1%); (2) HA (50%) e PCL (50%); (3) PCL (100%); e (4) solução salina 0,9%. As amostras para análise histológica foram coletadas de três animais de cada grupo aos oito, 45 e 90 dias de pós-operatório. No oitavo dia, as bordas do defeito ainda eram identificáveis em todos os grupos. Tecido ósseo novo era formado em contato com o biomaterial apenas nas formulações que incluíam HA. Essas características continuaram evidentes nos outros momentos analisados, embora o defeito estivesse preenchido pelo tecido regenerado. A presença dos biomateriais foi verificada nos três momentos em todos os grupos. Não houve evidências de reação indesejável ao biomaterial. As análises histológicas e histomorfométricas mostraram que os biomateriais são biocompatíveis e aqueles contendo a hidroxiapatita favoreceram a formação óssea no início do processo de regeneração, embora o alendronato não tenha apresentado qualquer efeito.

Hydroxyapatite, polycaprolactone and alendronate composites for bone regeneration in rabbits' olecranon: histological features / Compósitos de hidroxiapatita, policaprolactona e alendronato na regeneração óssea em olécrano de coelhos: características histológicas

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a biocompatibilidade e a osseointegração de compósitos de hidroxiapatita (HA), policaprolactona (PCL) e alendronato (ALN) em defeitos ósseos produzidos no olécrano de coelhos. Trinta e seis coelhos foram distribuídos em quatro grupos, recebendo como tratamento: (1) compósito de HA (49,5%), PCL (49,5%) e ALN (1%); (2) HA (50%) e PCL (50%); (3) PCL (100%); e (4) solução salina 0,9%. As amostras para análise histológica foram coletadas de três animais de cada grupo aos oito, 45 e 90 dias de pós-operatório. No oitavo dia, as bordas do defeito ainda eram identificáveis em todos os grupos. Tecido ósseo novo era formado em contato com o biomaterial apenas nas formulações que incluíam HA. Essas características continuaram evidentes nos outros momentos analisados, embora o defeito estivesse preenchido pelo tecido regenerado. A presença dos biomateriais foi verificada nos três momentos em todos os grupos. Não houve evidências de reação indesejável ao biomaterial. As análises histológicas e histomorfométricas mostraram que os biomateriais são biocompatíveis e aqueles contendo a hidroxiapatita favoreceram a formação óssea no início do processo de regeneração, embora o alendronato não tenha apresentado qualquer efeito.(AU)

Continuous absorbable suture versus interrupted permanent suture in the treatment of diastasis of the rectus abdominis muscle / Sutura contínua com fio absorvível versus interrompida com fio permanente no tratamento da diástase do músculo reto abdominal

Introduction: Plication of the rectus abdominis muscle is an important step in remodeling the abdomen in abdominoplasties. It can be performed using several types of threads with interrupted or continuous sutures, according to the surgeon's preferences. Few studies in the literature compared the different plication techniques in abdominoplasties. The present study aimed to compare continuous anchored suture with polydioxanone (PDS) with interrupted nylon suture regarding surgical time, relapse, and costs and discuss the advantages and disadvantages of each method. Methods: A randomized clinical trial in which 30 patients were enrolled for each of the two groups, 15 with continuous suture and 15 with interrupted suture, was conducted. The plication time was compared between the groups using the Student's t-test. Between 10 and 12 months postoperatively, all patients underwent ultrasonography for investigating diastasis recurrence. Results: Continuous suture decreased the plication time by almost 40% when compared to the interrupted suture (p < 0.001), without affecting the esthetic outcome. The PDS used in the continuous suture implied higher costs than those with the nylon threads used in the interrupted suture. No recurrence was found on the postoperative control ultrasonography results. Conclusion: Continuous suture reduced the plication time by almost 40% (p < 0.001) when compared to interrupted suture. Despite being associated with higher costs, PDS seems to be a good alternative to non-absorbable sutures, such as nylon threads, in plications of the rectus abdominis, since it is a more biocompatible material.

Introdução: A plicatura do músculo reto abdominal é um passo importante no remodelamento do abdômen nas abdominoplastias. Ela pode ser realizada com vários tipos de fios e com suturas interrompidas ou contínuas, de acordo com as preferências do cirurgião. Poucos estudos na literatura compararam diferentes técnicas de plicatura nas abdominoplastias. O objetivo do estudo é comparar a sutura contínua ancorada com polidioxanona (PDS) com a sutura interrompida com náilon quanto ao tempo cirúrgico, recidiva, custos e discutir vantagens de desvantagens de cada método. Métodos: Ensaio clínico randomizado no qual 30 pacientes foram arroladas para cada um dos grupos, 15 sutura contínua e 15 sutura interrompida. O tempo de plicatura foi comparado entre os grupos utilizando-se o teste t de Student. Entre 10 a 12 meses de pós-operatório, todas as pacientes foram submetidas à ecografia em busca de recidivas da diástase. Resultados: A sutura contínua diminuiu em quase 40% o tempo de plicatura quando comparada à sutura interrompida (p < 0,001), sem prejuízo no resultado estético. O PDS utilizado na sutura contínua implicou maiores custos que os fios de náilon utilizados na sutura interrompida. Nenhuma recidiva foi encontrada na ecografia de controle no pós-operatório. Conclusão: A sutura contínua quando comparada à sutura interrompida foi capaz de reduzir o tempo de plicatura em quase 40% (p < 0,001). A utilização do PDS, apesar dos maiores custos, parece ser uma boa alternativa às suturas com fios não absorvíveis como o náilon nas plicaturas do músculo reto abdominal, uma vez que se trata de um fio de maior biocompatibilidade.