A new hydroxyapatite-alginate-gelatin biocomposite favor bone regeneration in a critical-sized calvarial defect model

Abstract This study aimed to evaluate the osteogenic potential of hydroxyapatite (HA), Alginate (Alg), and Gelatine (Gel) composite in a critical-size defect model in rats. Twenty-four male rats were divided into three groups: a negative control with no treatment (Control group), a positive control treated with deproteinized bovine bone mineral (DBBM group), and the experimental group treated with the new HA-Alg-Gel composite (HA-Alg-Gel group). A critical size defect (8.5mm) was made in the rat's calvaria, and the bone formation was evaluated by in vivo microcomputed tomography analysis (µCT) after 1, 15, 45, and 90 days. After 90 days, the animals were euthanized and histological and histomorphometric analyses were performed. A higher proportion of mineralized tissue/biomaterial was observed in the DBBM group when compared to the HA-Alg-Gel and Control groups in the µCT analysis during all analysis periods. However, no differences were observed in the mineralized tissue/biomaterial proportion observed on day 1 (immediate postoperative) in comparison to later periods of analysis in all groups. In the histomorphometric analysis, the HA-Alg-Gel and Control groups showed higher bone formation than the DBBM group. Moreover, in histological analysis, five samples of the HA-Alg-Gal group exhibited formed bone spicules adjacent to the graft granules against only two of eight samples in the DBBM group. Both graft materials ensured the maintenance of defect bone thickness, while a tissue thickness reduction was observed in the control group. In conclusion, this study demonstrated the osteoconductive potential of HA-Alg-Gel bone graft by supporting new bone formation around its particles.

Resumo Este estudo teve como objetivo avaliar o potencial osteogênico de um compósito de hidroxiapatita (HA), alginato (Alg) e gelatina (Gel) em um modelo de defeito de tamanho crítico em ratos. Vinte e quatro ratos machos foram divididos em três grupos: um controle negativo sem tratamento (grupo controle), um controle positivo tratado com osso bovino desproteinizado (grupo DBBM) e o grupo experimental tratado com o novo compósito HA-Alg-Gel (grupo HA-Alg-Gel). Um defeito de tamanho crítico (8,5mm) foi feito na calvária dos ratos, e a formação óssea foi avaliada por análise de microtomografia computadorizada in vivo (µCT) após 1, 15, 45 e 90 dias. Após 90 dias, os animais foram eutanasiados e análises histológicas e histomorfométricas foram realizadas. Uma maior proporção de tecido mineralizado/biomaterial foi observada no grupo DBBM quando comparado aos grupos HA-Alg-Gel e controle na análise de µCT durante todos os períodos de análise. Entretanto, não foram observadas diferenças na proporção tecido mineralizado/biomaterial no dia 1 (pós-operatório imediato) em relação aos períodos posteriores de análise em todos os grupos. Na análise histomorfométrica, os grupos HA-Alg-Gel e controle apresentaram maior formação óssea do que o grupo DBBM. Além disso, na análise histológica, cinco amostras do grupo HA-Alg-Gal exibiram espículas ósseas formadas adjacentes aos grânulos do enxerto contra apenas duas das oito amostras do grupo DBBM. Ambos os materiais de enxerto garantiram a manutenção da espessura óssea do defeito, enquanto uma redução da espessura do tecido foi observada no grupo controle. Em conclusão, este estudo demonstrou o potencial osteocondutor do enxerto ósseo de HA-Alg-Gel, promovendo a formação de osso novo ao redor das suas partículas.

In vivo effect of fluoride combined with amoxicillin on enamel development in rats

Abstract Some evidence in vitro suggested that amoxicillin and fluoride could disturb the enamel mineralization. Objective: To assess the effect of amoxicillin and of the combination of amoxicillin and fluoride on enamel mineralization in rats. Methodology: In total, 40 rats were randomly assigned to four groups: control group (CG); amoxicillin group (AG - amoxicillin (500 mg/kg/day), fluoride group (FG - fluoridated water (100 ppm -221 mg F/L), and amoxicillin + fluoride group (AFG). After 60 days, the samples were collected from plasma and tibiae and analyzed for fluoride (F) concentration. The incisors were also collected to determine the severity of fluorosis using the Dental Fluorosis by Image Analysis (DFIA) software, concentration of F, measurements of enamel thickness, and hardness. The data were analyzed by ANOVA, Tukey's post-hoc test, or Games-Howell post-hoc test (α=0.05). Results: Enamel thickness of the incisors did not differ statistically among the groups (p=0.228). Groups exposed to fluoride (AFG and FG) have higher F concentrations in plasma, bone and teeth than those not exposed to fluoride (CG and AG). The groups showed a similar behavior in the DFIA and hardness test, with the FG and AFG groups showing more severe fluorosis defects and significant lower hardness when compared with the AG and CG groups, with no difference from each other. Conclusion: The rats exposed to fluoride or fluoride + amoxicillin developed dental fluorosis, while exposure to amoxicillin alone did not lead to enamel defects.

The effect of amoxicillin on dental enamel development in vivo

Abstract The exposure to amoxicillin has been associated with molar incisor hypomineralization. This study aimed to determine if amoxicillin disturbs the enamel mineralization in in vivo experiments. Fifteen pregnant rats were randomly assigned into three groups to received daily phosphatase-buffered saline or amoxicillin as either 100 or 500 mg/kg. Mice received treatment from day 13 of pregnancy to day 40 postnatal. After birth, the offsprings from each litter continued to receive the same treatment according to their respective group. Calcium (Ca) and phosphorus (P) content in the dental hard tissues were analyzed from 60 upper first molars and 60 upper incisors by the complexometric titration method and colorimetric analysis using a spectrophotometer at 680 nm, respectively. Lower incisors were analyzed by X-ray microtomography, it was measured the electron density of lingual and buccal enamel, and the enamel and dentin thickness. Differences in Ca and P content and electron density among the groups were analyzed by one-way ANOVA. There was no significant difference on enamel electron density and thickness among the groups (p > 0.05). However, in incisors, the higher dose of amoxicillin decreased markedly the electron density in some rats. There were no statistically significant differences in Ca (p = 0.180) or P content (p = 0.054), although the higher dose of amoxicillin could affect the enamel in some animals. The amoxicillin did not significantly alter the enamel mineralization and thickness in rats.

Osteoporosis and autophagy: What is the relationship? / Osteoporose e autofagia: qual é a relação?

Summary Autophagy is a survival pathway wherein non-functional proteins and organelles are degraded in lysosomes for recycling and energy production. Therefore, autophagy is fundamental for the maintenance of cell viability, acting as a quality control process that prevents the accumulation of unnecessary structures and oxidative stress. Increasing evidence has shown that autophagy dysfunction is related to several pathologies including neurodegenerative diseases and cancer. Moreover, recent studies have shown that autophagy plays an important role for the maintenance of bone homeostasis. For instance, in vitro and animal and human studies indicate that autophagy dysfunction in bone cells is associated with the onset of bone diseases such as osteoporosis. This review had the purpose of discussing the issue to confirm whether a relationship between autophagy dysfunction and osteoporosis exits.

Resumo A autofagia é uma via de sobrevivência celular pela qual proteínas e organelas não funcionais são degradadas nos lisossomos, para reciclagem e geração de energia. Assim, a autofagia é fundamental para a manutenção da homeostase e viabilidade da célula, agindo como um controle de qualidade que evita o acúmulo de estruturas desnecessárias e o estresse oxidativo. Um número crescente de estudos tem demonstrado que disfunções na via autofágica estão relacionadas ao surgimento de diversas doenças, como as neurodegenerativas e o câncer. Estudos também têm indicado que a autofagia exerce um importante papel para a manutenção da homeostase óssea; por exemplo, estudos in vitro e em animais e humanos mostram que disfunções da autofagia nas células ósseas estão associadas ao surgimento de doenças ósseas, como a osteoporose. Nesta revisão, foram abordados esses estudos, a fim de melhor esclarecer se há uma relação entre disfunção autofágica e osteoporose.

Performance of RaCe Instrumentation System in Curved Root Canals: A Comprehensive Analysis by Three Study Methods

In this study, curved maxillary molar root canals were instrumented with RaCe rotary system to evaluate: 1. the occurrence of canal transportation using a radiographic platform; 2. the action of the instruments on the dentin walls, centering ability and canal enlargement by analysis of digital images; and the percentage of regular dentin surfaces and debris within the canal by histological analysis. Ten mesiobuccal roots of extracted human maxillary molars were embedded in acrylic resin and sectioned at the middle and apical thirds. Root canal shaping was performed using the RaCe rotary system at 250 rpm and 1 Ncm torque. Each instrument set was used five times according to a crown-down technique in the following sequence: 40/0.10, 35/0.08, 25/0.06, 25/0.04, 25/0.02 (working length - WL), 30/0.02 (WL) and 35/0.02 (WL). Each instrument was inserted until resistance was felt and then pulled back, followed by brushing movements towards all canal walls. Each specimen was assessed by three study methods: radiographic platform, digitized image assessment and histological analysis. The radiographic platform showed lack of apical transportation. No statistically significant difference (Wilcoxon test, p>0.05) was found between the middle and apical thirds regarding instrument action on dentin walls, centering ability, area of root canal enlargement, percentage of regular dentin surfaces and debris within the root canal. It may be concluded that RaCe system is a suitable method for the preparation of curved root canals, regarding the maintenance of root canal original path, action on dentin walls, canal enlargement and removal of debris from the root canal lumen.

O objetivo do presente estudo foi verificar a presença de desvio apical por meio da plataforma radiográfica, avaliar a ação dos instrumentos, centralização do preparo e ampliação por meio de imagens digitais do canal e calcular a porcentagem de superfícies regulares e presença de debris por meio da análise histológica. Dez raízes mésiovestibulares de molares superiores extraídos foram incluídos em blocos de resina e seccionados no terço médio e apical. O preparo do canal foi feito empregando o sistema RaCe, a 250 rpm e torque de 1 Ncm. Cada sistema rotatório foi usado 5 vezes no sentido coroa-ápice na seguinte sequência: 40/0.10, 35/0.08, 25/0.06, 25/0.04, 25/0.02 (comprimento de trabalho - CT), 30/0/02 (CT) e 35/0/02 (CT). Cada amostra foi avaliada por 3 métodos de estudo: plataforma radiográfica, imagem digital e análise histológica. A plataforma radiográfica mostrou ausência de transporte apical. Em relação à ação dos instrumentos sobre as paredes dentinárias, centralização do preparo, ampliação, porcentagem de superfícies regulares e presença de debris, o teste estatístico de Wilcoxon não mostrou diferença significativa entre os terços apical e médio. O sistema RaCe se mostrou adequado para o preparo de canais radiculares curvos em relação à manutenção do trajeto original do canal, ação sobre as paredes dentinárias, ampliação e remoção de debris da luz do canal radicular.

MTA versus Portland cement: review of literature

Introduction: Both Mineral Trioxide Aggregate (MTA) and Portland cement (PC) have been highlighted because of their favorable biological properties, with extensive applications in Endodontics, including the possibility of using into root canal filling. Objective: This article reviews literature related to MTA and PC comparing their physical, chemical and biological properties, as well as their indications. Literature review: Literature reports studies revealing the similarities between these materials' properties, including both biocompatibility and bone repair induction. Moreover, there is the need for the development of a root canal sealer based on these materials (MTA and PC). Conclusion: MTA and CP show promissory perspective both in Dentistry and Endodontics.

Avaliação histológica de agentes hemostáticos implantados em mandíbulas de coelhos / Histologic evaluation of hemostatic agents in the rabbit mandible

Objetivo: O objetivo deste estudo foi o de avaliar histologicamente o processo de reparo ósseo de cavidades cirúrgicas confeccionadas em mandíbulas de coelhos, sob a influência dos agentes hemostáticos Avitene®, Surgicel® e Hemospon®, comparando-os com os resultados do coágulo sangüíneo. Metodologia: Foram utilizados 12 coelhos, os quais receberam osteotomias mandibulares bilaterais com o auxílio de uma trefina de 6 mm de diâmetro. No Grupo I, as cavidades foram preenchidas por Avitene®, no Grupo II, por Surgicel®, no Grupo III, por Hemospon®, e, no Grupo IV, por Coágulo (controle). Os animais foram sacrificados nos períodos de 15, 30 e 60 dias de pós-operatório, sendo os espécimes submetidos à análise histológica. Resultados: Os resultados mostraram que, em todas as cavidades tratadas com os diferentes agentes hemostáticos havia algum grau de infiltrado inflamatório, porém o grupo III (Hemospon®) apresentou a resposta inflamatória mais intensa e prolongada, com atraso na reparação óssea. Conclusão: Concluímos que Avitene® e o Surgicel®, de forma geral, não interferiram com o processo de reparação óssea. O Hemospon® foi o material implantado com resposta inflamatória mais persistente e intensa, promovendo atraso na reparação óssea da cavidade cirúrgica.

Purpose: The purpose of this study was to histologically evaluate the process of bone regeneration in defects of the rabbit mandible in the presence of the hemostatic agents Avitene® , Surgicel® and Hemospon® , and to compare the outcomes with those of empty control defects. Methodology: Bilateral defects of the mandible were surgically created with a trephine burr 6 mm in diameter in 12 rabbits. In group I the defects were filled with Avitene®, in group II with Surgicel® and in group III with Hemospon® , while those in group IV served as controls. The animals were sacrificed at 15, 30 and 60 days, the specimens being submitted to histological analysis. Results: The results showed an inflammatory reaction in all defects in the presence of a hemostatic agent, but in group III (Hemospon®) this was prolonged and intense, causing bone repair to be delayed. In contrast, Avitene® and Surgicel® did not influence the bone repair process. Conclusion: It was concluded that Hemospon® was the packed hemostatic that showed the most intense and prolonged inflammatory reaction, causing a delay in the repair of the bone defect.

Mecanismos celulares e moleculares do estrógeno na reabsorção óssea / Cellular and molecular mechanisms of the estrogen in the bone resorption

O osso é um tecido conjuntivo mineralizado cuja homeostase está sob a influência de diversos fatores sistêmicos e locais. Entre os fatores sistêmicos, sabe-se que o estrógeno é um hormônio que inibe a reabsorção óssea e, por essa razão, tem sido amplamente utilizado no tratamento e na prevenção da osteoporose. Os mecanismos de ação do estrógeno na reabsorção óssea não estão completamente esclarecidos. Assim, nesta revisão, está descrito o papel do estrógeno no tecido ósseo, enfocando alguns mecanismos celulares e moleculares de ação desse hormônio. Informações clínicas a respeito da possível relação entre osteoporose, homeostase dos ossos maxilares e tratamentos dentários foram também incluídas nesta revisão. De acordo com os dados da literatura, o estrógeno atua na via RANK/RANKL/OPG, inibindo a formação de osteoclastos. Também tem sido mostrado que o estrógeno promove a apoptose de osteoclastos e, assim, diminui a reabsorção óssea. Esse hormônio também reduz a reabsorção óssea inibindo proteases produzidas por osteoclastos. Se o estrógeno age diretamente em osteoclastos, ou indiretamente por meio dos osteoblastos, ainda é controverso. Porém, pode-se concluir que o estrógeno inibe a reabsorção óssea agindo em vias relacionadas à formação, à atividade e à sobrevivência dos osteoclastos. Considerando-se que tem sido observada uma correlação entre osteoporose e perda óssea nos maxilares, o conhecimento dos mecanismos do estrógeno na reabsorção óssea, pelo cirurgião-dentista, pode contribuir para o sucesso de diversos tratamentos dentários. Além disso, o cirurgião-dentista pode contribuir para o diagnóstico dessa patologia, bem como encaminhar o paciente para um tratamento especializado.

Bone is a mineralized connective tissue that depends upon numerous interacting systemic and local factors for its homeostasis. Among systemic factors, it is known that estrogen is a hormone, which exerts an inhibitory function on bone resorption and, for this reason, it has been widely used in the treatment and prevention of osteoporosis. The mechanisms of action of the estrogen on bone resorption are not completely understood. Thus, in this review, we described the role of the estrogen in the bone, focusing on some cellular and molecular mechanisms of action of this hormone. Clinical information concerning possible association among osteoporosis, oral bone homeostasis and dental treatments were also included in this review. According to literature, estrogen acts on the RANK/RANKL/OPG system, inhibiting osteoclastogenesis. It has also been shown that estrogen promotes osteoclasts apoptosis and thereby decreases bone resorption. Moreover, estrogen reduces bone resorption by inhibiting proteases produced by osteoclasts. Whether estrogen acts directly on osteoclasts, or indirectly through osteoblasts, is still controversial. However, we may conclude that estrogen inhibits bone resorption by acting on pathways associated with the formation, activity and survival of osteoclasts. Since a relationship between osteoporosis and oral bone loss has been observed, the knowledge of the mechanisms of the estrogen on bone resorption by the dentist may contribute to the prognosis and success of several dental treatments. Besides, the dentist can contribute to diagnosis of the osteoporosis and to indicate the pacient to an specialized treatment.

Tecido ósseo: aspectos morfológicos e histofisiológicos / Bone issue: morphological and histophysiological aspects

O tecido ósseo tem papel importante no suporte, proteção e locomoção e está sob o controle de fatores sistêmicos, como os hormônios, e fatores locais, como os fatores de crescimentoe as citocinas. Portanto, os sistemas imune e esquelético encontram-se intimamente relacionados; aesta área interdisciplinar de estudos deu-se o nome de Osteoimunologia. A homeostase do sistema esquelético está na dependência de uma remodelação óssea equilibrada, ou seja, da dinâmicabalanceada entre a atividade dos osteoblastos, células de formação óssea, e osteoclastos, células de reabsorção óssea. Este balanço é firmemente controlado pelo sistema imune. Se este balanço inclinar-se a favor dos osteoclastos, levará a reabsorções patológicas, como nas periodontites,artrites reumatóides e doenças osteoporóticas. A compreensão deste processo, como um todo, podeser a chave para o desenvolvimento de um protocolo de tratamento que poderia levar ao equilíbrio dessas doenças ósseas. Sendo assim, nesta revisão da literatura, nós fornecemos uma visão do tecido ósseo: a composição química de sua matriz, células e componentes celulares, descrevendo como ocorre o processo de remodelação óssea e alguns fatores locais e sistêmicos que interferem neste processo, como citocinas e hormônios.

The bone tissue has an important role in the support, protection and locomotionand it is under control of systemic factors, such as hormones and local regulatory molecules, for instance, growth factor and cytokines. Therefore, the immune and skeletal systems are intimately related; this interdisciplinary branch has been referred as osteoimmunology. The homeostasis of the skeletal system depends directly on a balanced bone remodeling, i.e., the dynamic balance between the activities of the osteoblasts, bone forming cells and osteoclasts, bone resorbing cells.This balance is tightly and thoroughly controlled by some regulatory systems, such as the immune system. Tipping this balance towards the osteoclasts leads to pathological bone resorption, suchas periodontitis, autoimmune arthritis and osteoporotic diseases. The understanding this overallprocess may be the key to development of a treatment protocol, which could lead to the balance of these bone diseases. Thus, in this literature review, we provide an overview of the bone tissue composition, its cells and proteins of bone matrix, describing how the remodeling bone processoccurs, as well as some local and systemic factors that interfere in this process, such cytokines and hormones.

Variabilidade morfológica do tecido palatino humano usado para recobrimento radicular / Morphologic variability of human palatal tissue used for root coverage

O enxerto conjuntivo subepitelial (ECS) tem sido uma das técnicas de escolha para o recobrimento radicular de dentes com raízes expostas ao meio oral. Entretanto, a natureza morfológica do tecido palatino usado como enxerto não tem sido avaliada na literatura. O objetivo deste trabalho foi avaliar, pelo uso da microscopia de luz (ML) e da microscopia eletrônica de transmissão (MET), qual a estrutura histológica de amostras de tecido palatino usado para o recobrimento radicular. Foram realizadas 33 cirurgias de recobrimento radicular em 24 pacientes (com idades entre 27 e 45 anos) pela técnica de ECS removido da região de palato duro. A descoberta acidental de células com aspecto de miofibroblastos na MET levou-nos a utilizar o método imuno-histoquímico para detecção de actina para caracterizar a presença dessas células. Os resultados histológicos da ML mostraram que em todos os espécimes encontrou-se uma lâmina própria com conspícuos feixes de fibras colágenas e células conjuntivas, entre as quais miofibroblastos. As amostras mostraram variação na composição dos elementos do tecido conjuntivo.

Apoptose nas fases iniciais do desenvolvimento do periodonto de molares de ratos / Apoptosis in the early developing periodontium of rat molars

O desenvolvimento do periodonto envolve uma série de etapas complexas que resulta na formação da dentina radícular, cemento, osso e fibras do ligamento. Estes eventos precisamente controlados requerem a participação de células epiteliais da bainha de Hertwig (HRS), derivadas do órgão do esmalte, e células ectomesenquimais do folículos dentário. Estes eventos envolvem rápido "turnover" dos tecidos e células, incluindo o desaparecimento de células epiteliais da HRS. Assim, parece que a morte celular programada (apoptose) pode ter um papel no desenvolvimento do periodonto. Fragmentos contendo o primeiro molar, obtidos de ratos com 14 e 29 dias de idade, foram fixados em formaldeido-glutaraldeído e processados para a microscopia de luz e eletrônica. Para o método TUNEL para detecção de apoptose, espécimens foram fixados em formaldeído 4 por cento e incluídos em parafina. Os resultados confirmaram que as células epiteliais da HRS mantêm um íntima relação com a dentina radicular em formação, e podem tornar-se aprisionadas na junção dentino-cemento. Algumas das células epiteliais exibiam características ultra-estruturais as quais são consistentes com a interpretação que elas estavam sofrendo morte celular programada, isto é, apoptose. Células "fibroblasto-like" do periodonto mostraram típicas imagens de apoptose, e de estarem envolvidas com a remoção de corpos apoptóticos. Estruturas TUNEL positivas estavam presentes em todas as regiões correspondentes. Portanto, parece que apoptose de células epiteliais da HRS e "fibroblasto-like" do ligamento periodontal constitui uma parte integral do processo de desenvolvimento dos tecidos do periodonto

Estudo histomorfológico do periodonto de sustentaçäo de molares de rato submetidos à hipofunçäo / Histomorphologic study of the rat molar periodontium submited to hypofunction

Com o objetivo de analisar histologicamente o periodonto de sustentaçäo de molares de ratos submetidos à hipofunçäo, foram utilizados 30 ratos machos, divididos em dois grupos controle e experimental. Os animais do grupo experimental tiveram os molares superiores direitos extraídos e, após 2, 8 e 16 dias, foram sacrificados juntamente com os animais do grupo controle, que näo receberam tratamento. A hemimandíbula direita foi removida e fixada em Bouin. Após a tramitaçäo laboratorial, os cortes obtidos foram corados pelo tricrômico de Mallory e pela hematoxilina e eosina, para estudo histológico. A análise dos resultados revelou a ocorrência de alteraçöes no nível do osso alveolar, do ligamento periodontal e do cemento, donde concluiu-se que: 1) o periodonto de sustentaçäo sofre atrofia por desuso; 2) as fibras do ligamento periodontal apresentam-se em quantidade e densidade reduzidas; 3) as fibras colágenas mostram-se desorganizadas e com ausência de alinhamento funcional; 4) o espaço periodontal encontra-se estreito e preenchido por uma faixa de tecido conjuntivo com densidade inferior à normal

Desenvolvimento de um dispositivo para padronizaçäo de tomadas radiográficas em cäes / Development of a device for the standardization of radiographic takes of dogs' teeth

A necessidade de padronizaçäo dos filmes de raios X em estudos com dentes de cäes é enfatizada e um dispositivo para tal é apresentado