Culture of rat mesenchymal stem cells on PHBV-PCL scaffolds: analysis of conditioned culture medium by FT-Raman spectroscopy / Cultivo de células-tronco mesenquimais de rato sobre arcabouços de PHBV-PCL: análise do meio de cultura condicionado por espectroscopia de FT-Raman

Abstract Mesenchymal stem cells (MSCs) have great potential for application in cell therapy and tissue engineering procedures because of their plasticity and capacity to differentiate into different cell types. Given the widespread use of MSCs, it is necessary to better understand some properties related to osteogenic differentiation, particularly those linked to biomaterials used in tissue engineering. The aim of this study was to develop an analysis method using FT-Raman spectroscopy for the identification and quantification of biochemical components present in conditioned culture media derived from MSCs with or without induction of osteogenic differentiation. All experiments were performed between passages 3 and 5. For this analysis, MSCs were cultured on scaffolds composed of bioresorbable poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) (PHBV) and poly(ε-caprolactone) (PCL) polymers. MSCs (GIBCO®) were inoculated onto the pure polymers and 75:25 PHBV/PCL blend (dense and porous samples). The plate itself was used as control. The cells were maintained in DMEM (with low glucose) containing GlutaMAX® and 10% FBS at 37oC with 5% CO2 for 21 days. The conditioned culture media were collected and analyzed to probe for functional groups, as well as possible molecular variations associated with cell differentiation and metabolism. The method permitted to identify functional groups of specific molecules in the conditioned medium such as cholesterol, phosphatidylinositol, triglycerides, beta-subunit polypeptides, amide regions and hydrogen bonds of proteins, in addition to DNA expression. In the present study, FT-Raman spectroscopy exhibited limited resolution since different molecules can express similar or even the same stretching vibrations, a fact that makes analysis difficult. There were no variations in the readings between the samples studied. In conclusion, FT-Raman spectroscopy did not meet expectations under the conditions studied.

Resumo As células-tronco mesenquimais (MSCs) possuem grande potencial para aplicação em procedimentos terapêuticos ligados a terapia celular e engenharia de tecidos, considerando-se a plasticidade e capacidade de formação em diferentes tipos celulares por elas. Dada a abrangência no emprego das MSCs, há necessidade de se compreender melhor algumas propriedades relacionadas à diferenciação osteogênica, particularmente liga à biomateriais usados em engenharia de tecidos. Este projeto objetiva o desenvolvimento de uma metodologia de análise empregando-se a FT-Raman para identificação e quantificação de componentes bioquímicos presentes em meios de cultura condicionados por MSCs, com ou sem indução à diferenciação osteogênica. Todos os experimentos foram realizados entre as passagens 3 e 5. Para essas análises, as MSCs foram cultivadas sobre arcabouços de polímeros biorreabsorvíveis de poli (hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBV) e o poli (ε-caprolactona) (PCL). As MSCs (GIBCO®) foram inoculadas nos polímeros puros e na mistura 75:25 de PHBV / PCL (amostras densas e porosas). As células foram mantidas em DMEM (com baixa glicose) contendo GlutaMAX® e 10% de SFB a 37oC com 5% de CO2 por 21 dias. A própria placa foi usada como controle. Os meios de cultura condicionados foram coletados e analisadas em FT-Raman para sondagem de grupos funcionais, bem como possíveis variações moleculares associadas com a diferenciação e metabolismo celular. Foi possível discernir grupos funcionais de moléculas específicas no meio condicionado, como colesterol, fosfatidilinositol, triglicerídeos, forma Beta de polipeptídeos, regiões de amida e ligações de hidrogênio de proteínas, além da expressão de DNA. Na presente avaliação, a FT-Raman apresentou como uma técnica de resolução limitada, uma vez que modos vibracionais de estiramento próximos ou mesmo iguais podem ser expressos por moléculas diferente, dificultando a análise. Não houve variações nas leituras entre as amostras estudadas, concluindo-se que a FT-Raman não atendeu às expectativas nas condições estudadas.

Culture of rat mesenchymal stem cells on PHBV-PCL scaffolds: analysis of conditioned culture medium by FT Raman spectroscopy / Cultivo de células-tronco mesenquimais de rato sobre arcabouços de PHBV-PCL: análise do meio de cultura condicionado por espectroscopia de FT-Raman

Mesenchymal stem cells (MSCs) have great potential for application in cell therapy and tissue engineering procedures because of their plasticity and capacity to differentiate into different cell types. Given the widespread use of MSCs, it is necessary to better understand some properties related to osteogenic differentiation, particularly those linked to biomaterials used in tissue engineering. The aim of this study was to develop an analysis method using FT-Raman spectroscopy for the identification and quantification of biochemical components present in conditioned culture media derived from MSCs with or without induction of osteogenic differentiation. All experiments were performed between passages 3 and 5. For this analysis, MSCs were cultured on scaffolds composed of bioresorbable poly(hydroxybutyrate co-hydroxyvalerate) (PHBV) and poly(ε-caprolactone) (PCL) polymers. MSCs (GIBCO®) were inoculated onto the pure polymers and 75:25 PHBV/PCL blend (dense and porous samples). The plate itself was used as control. The cells were maintained in DMEM (with low glucose) containing GlutaMAX® and 10% FBS at 37ºC with 5% CO2 for 21 days. The conditioned culture media were collected and analyzed to probe for functional groups, as well as possible molecular variations associated with cell differentiation and metabolism. The method permitted to identify functional groups of specific molecules in the conditioned medium such as cholesterol, phosphatidylinositol, triglycerides, beta-subunit polypeptides, amide regions and hydrogen bonds of proteins, in addition to DNA expression. In the present study, FT-Raman spectroscopy exhibited limited resolution since different molecules can express similar or even the same stretching vibrations, a fact that makes analysis difficult. There were no variations in the readings between the samples studied. In conclusion, FT-Raman spectroscopy did not meet expectations under the conditions studied.

As células-tronco mesenquimais (MSCs) possuem grande potencial para aplicação em procedimentos terapêuticos ligados a terapia celular e engenharia de tecidos, considerando-se a plasticidade e capacidade de formação em diferentes tipos celulares por elas. Dada a abrangência no emprego das MSCs, há necessidade de se compreender melhor algumas propriedades relacionadas à diferenciação osteogênica, particularmente liga à biomateriais usados em engenharia de tecidos. Este projeto objetiva o desenvolvimento de uma metodologia de análise empregando-se a FT-Raman para identificação e quantificação de componentes bioquímicos presentes em meios de cultura condicionados por MSCs, com ou sem indução à diferenciação osteogênica. Todos os experimentos foram realizados entre as passagens 3 e 5. Para essas análises, as MSCs foram cultivadas sobre arcabouços de polímeros biorreabsorvíveis de poli (hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBV) e o poli (ε-caprolactona) (PCL). As MSCs (GIBCO®) foram inoculadas nos polímeros puros e na mistura 75:25 de PHBV / PCL (amostras densas e porosas). As células foram mantidas em DMEM (com baixa glicose) contendo GlutaMAX® e 10% de SFB a 37oC com 5% de CO2 por 21 dias. A própria placa foi usada como controle. Os meios de cultura condicionados foram coletados e analisadas em FT-Raman para sondagem de grupos funcionais, bem como possíveis variações moleculares associadas com a diferenciação e metabolismo celular. Foi possível discernir grupos funcionais de moléculas específicas no meio condicionado, como colesterol, fosfatidilinositol, triglicerídeos, forma Beta de polipeptídeos, regiões de amida e ligações de hidrogênio de proteínas, além da expressão de DNA. Na presente avaliação, a FT-Raman apresentou como uma técnica de resolução limitada, uma vez que modos vibracionais de estiramento próximos ou mesmo iguais podem ser expressos por moléculas diferente, dificultando a [...].

Culture of rat mesenchymal stem cells on PHBV-PCL scaffolds: analysis of conditioned culture medium by FT-Raman spectroscopy

Abstract Mesenchymal stem cells (MSCs) have great potential for application in cell therapy and tissue engineering procedures because of their plasticity and capacity to differentiate into different cell types. Given the widespread use of MSCs, it is necessary to better understand some properties related to osteogenic differentiation, particularly those linked to biomaterials used in tissue engineering. The aim of this study was to develop an analysis method using FT-Raman spectroscopy for the identification and quantification of biochemical components present in conditioned culture media derived from MSCs with or without induction of osteogenic differentiation. All experiments were performed between passages 3 and 5. For this analysis, MSCs were cultured on scaffolds composed of bioresorbable poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) (PHBV) and poly(-caprolactone) (PCL) polymers. MSCs (GIBCO®) were inoculated onto the pure polymers and 75:25 PHBV/PCL blend (dense and porous samples). The plate itself was used as control. The cells were maintained in DMEM (with low glucose) containing GlutaMAX® and 10% FBS at 37oC with 5% CO2 for 21 days. The conditioned culture media were collected and analyzed to probe for functional groups, as well as possible molecular variations associated with cell differentiation and metabolism. The method permitted to identify functional groups of specific molecules in the conditioned medium such as cholesterol, phosphatidylinositol, triglycerides, beta-subunit polypeptides, amide regions and hydrogen bonds of proteins, in addition to DNA expression. In the present study, FT-Raman spectroscopy exhibited limited resolution since different molecules can express similar or even the same stretching vibrations, a fact that makes analysis difficult. There were no variations in the readings between the samples studied. In conclusion, FT-Raman spectroscopy did not meet expectations under the conditions studied.

Resumo As células-tronco mesenquimais (MSCs) possuem grande potencial para aplicação em procedimentos terapêuticos ligados a terapia celular e engenharia de tecidos, considerando-se a plasticidade e capacidade de formação em diferentes tipos celulares por elas. Dada a abrangência no emprego das MSCs, há necessidade de se compreender melhor algumas propriedades relacionadas à diferenciação osteogênica, particularmente liga à biomateriais usados em engenharia de tecidos. Este projeto objetiva o desenvolvimento de uma metodologia de análise empregando-se a FT-Raman para identificação e quantificação de componentes bioquímicos presentes em meios de cultura condicionados por MSCs, com ou sem indução à diferenciação osteogênica. Todos os experimentos foram realizados entre as passagens 3 e 5. Para essas análises, as MSCs foram cultivadas sobre arcabouços de polímeros biorreabsorvíveis de poli (hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBV) e o poli (-caprolactona) (PCL). As MSCs (GIBCO®) foram inoculadas nos polímeros puros e na mistura 75:25 de PHBV / PCL (amostras densas e porosas). As células foram mantidas em DMEM (com baixa glicose) contendo GlutaMAX® e 10% de SFB a 37oC com 5% de CO2 por 21 dias. A própria placa foi usada como controle. Os meios de cultura condicionados foram coletados e analisadas em FT-Raman para sondagem de grupos funcionais, bem como possíveis variações moleculares associadas com a diferenciação e metabolismo celular. Foi possível discernir grupos funcionais de moléculas específicas no meio condicionado, como colesterol, fosfatidilinositol, triglicerídeos, forma Beta de polipeptídeos, regiões de amida e ligações de hidrogênio de proteínas, além da expressão de DNA. Na presente avaliação, a FT-Raman apresentou como uma técnica de resolução limitada, uma vez que modos vibracionais de estiramento próximos ou mesmo iguais podem ser expressos por moléculas diferente, dificultando a análise. Não houve variações nas leituras entre as amostras estudadas, concluindo-se que a FT-Raman não atendeu às expectativas nas condições estudadas.

Efeitos do laser de baixa intensidade em osteoblastos cultivados em arcabouços nanofibrosos de ácido polilático / Effects of low-intensity laser on osteoblasts cultured on polylactic acid nanofibrous scaffolds

A engenharia de tecidos ósseos é um ramo importante da medicina regenerativa e envolve o desenvolvimento de arcabouços com composição e arquitetura favoráveis à integração celular, além do estudo de fatores capazes de promover a adesão e proliferação celular, incluindo estímulos químicos e biofísicos. O objetivo do estudo foi avaliar a utilização do laser de baixa intensidade (LBI) como uma ferramenta para promover a bioestimulação in vitro de células osteoblásticas cultivadas em arcabouços nanofibrosos de ácido polilático (PLA). Os arcabouços foram produzidos pela técnica de eletrofiação e caracterizados quanto à molhabilidade, composição pela espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), morfologia da superfície por microscópica eletrônica de varredura (MEV), caracterização termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial exploratória (DSC) e cristalinidade por difração de raios-X (DRX). Os ensaios biológicos foram conduzidos com osteoblastos da linhagem OFCOL II cultivados na superfície dos arcabouços e submetidos ou não (grupo controle) a irradiação com laser diodo InGaAIP na potência de 30 mW, nas doses de 1, 4 e 6 J/cm² e nos comprimentos de onda de 660 nm (grupos V1, V4, V6, respectivo as doses) e 780 nm (grupos I1, I4 e I6, respectivo as doses). Os efeitos do LBI na proliferação dos osteoblastos foram avaliados através do método bioquímico Alamar Blue, nos intervalos de 24, 48 e 72h, enquanto a viabilidade e a morfologia celular foram analisadas no intervalo de 72h, através do ensaio Live/Dead e da microscopia eletrônica de varredura (MEV), respectivamente. Os dados do ensaio bioquímico de Alamar Blue mostraram uma maior proliferação celular nos grupos V6 em todos os intervalos analíticos em comparação ao grupo controle (p<0,05). Outras diferenças entre o grupo controle e irradiados foram encontradas apenas nos intervalos de 48h e 72h para V1, e para o grupo IV6 em 72h. O ensaio Live/Dead revelou um aumento na viabilidade celular nos grupos trados com LBI, sendo significativamente maior no grupo V1 quando comparado ao grupo controle. A análise por MEV mostrou adequada interação dos osteoblastos aos arcabouços, com o corpo celular se espalhando ao longo do eixo da nanofibra e a presença de contatos físicos mais evidentes, através da formação de ligação por meio de filopódios e lamelipódios, nos grupos V1, V6 e I6. Em conjunto, os dados do presente trabalho mostraram que o LBI promove a bioestimulação de osteoblastos cultivados sobre nanofibras de PLA, o que aponta para o seu uso potencial nas técnicas de engenharia tecidual óssea, sobretudo no que se refere ao uso do comprimento de onda de 660 nm, a qual apresentou grupos com mais resultados significativos (AU).

Bone tissue engineering is a relevant branch of regenerative medicine and involves the development of scaffolds with composition and architecture favorable to cell integration, in addition to studying factors capable of promoting cell adhesion and proliferation, including chemical and biophysical stimuli. The study aimed to evaluate the use of low-level laser irradiation (LLLI) to promote in vitro biostimulation of osteoblastic cells cultured on polylactic acid (PLA) nanofibrous scaffolds. The scaffolds were produced by the electrospinning technique and characterized in terms of wettability, composition by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), surface morphology by scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric characterization (TGA), differential scanning calorimetry (DSC) and crystallinity by Xray diffraction (XRD). The biological assays were conducted with osteoblasts of the OFCOL II lineage cultured on the surface of the scaffolds and submitted or not (control group) to irradiation with InGaAIP diode laser, power of 30 mW, with doses of 1, 4 and 6 J/cm² and wavelengths of 660 nm (groups V1, V4, V6, respectively doses) and 780 nm (groups I1, I4 and I6, respectively doses). The effects of LLLT from the perspective of osteoblasts were evaluated using the biochemical method Alamar Blue assay, at intervals of 24, 48 and 72h, while cell viability and morphology were observed at 72h, using the Live/Dead assay and electron microscopy. scan (SEM), respectively. The Alamar Blue assay data showed more significant cell proliferation in groups in the V6 groups at all analytical intervals compared to the control group (p<0.05). Other differences between the control and irradiated groups were found only at intervals of 48h and 72h for V1, and for group IV6 at 72h. The Live/Dead assay revealed an increase in cell viability in the groups treated with LLLT, being significantly higher in the V1 group when compared to the control group. SEM analysis showed adequate interaction between osteoblasts and scaffolds, with the cell body spreading along the nanofiber axis and the presence of more evident physical contacts, through the formation of bonds through filopodia and lamellipodia, in groups V1, V6 and I6. Together, the data from the present study observed that LLLT promotes the biostimulation of osteoblasts cultured on PLA nanofibers, which pointed to its potential use in bone tissue engineering techniques, especially with regard to the use of the wavelength of 660 nm, which presented groups with more significant results (AU).

Desenvolvimento e análise experimental de técnicas de descelularização em artéria de coelho como enxerto biológico: estudo piloto / Development and experimental analysis of decelullarization techniques in rabbit artery as a biological graft: pilot study

Doenças cardiovasculares são as causas mais comuns de óbitos no mundo. Técnicas de revascularização são utilizadas em casos avançados, porém frequentemente mostram complicações. Enxertos sintéticos, autólogos e heterólogos tradicionais, muitas vezes, não atendem às necessidades do paciente. O processo de descelularização representa uma via alternativa para enxertos heterólogos, sendo visado na engenharia de tecidos, devido à possibilidade de manter uma matriz orgânica bioativa e versátil, retirando apenas os agentes antigênicos. Este estudo teve o objetivo de desenvolver e validar, experimentalmente, protocolos de descelularização em vasos sanguíneos de animais e, posteriormente, avaliar o seu potencial de biocompatibilidade e recelularização in vivo. Foram extraídos segmentos arteriais da aorta torácica, aorta abdominal e carótidas comuns de coelho que foram submetidos a dois protocolos de descelularização: descelularização por método enzimático com tripsina 0,1% e pelo detergente aniônico Triton X-100 0,25%. Em conclusão, a descelularização permite a remoção de células antigênicas em enxertos vasculares, com capacidade de manter a integridade da estrutura do vaso.

Cardiovascular diseases are the most common causes of death in the world. Revascularization techniques are used in advanced cases, but they often show complications. Synthetic, autologous and traditional heterologous grafts often do not meet the patient's needs. The decellularization process represents an alternative route for heterologous grafts, being targeted in tissue engineering, due to the possibility of maintaining a bioactive and versatile organic matrix, removing only the antigenic agents. This study aimed to, experimentally, develop and validate decellularization protocols in animal blood vessels and, subsequently, evaluate their potential for biocompatibility and recellularization in vivo. Arterial segments were extracted from the thoracic aorta, abdominal aorta and common carotid arteries of rabbits that were submitted to two decellularization protocols: decellularization by enzymatic method with 0.1% trypsin and by the anionic detergent Triton X-100 0.25%. In conclusion, decellularization allows the removal of antigenic cells in vascular grafts, with the ability to maintain the integrity of the vessel structure.

Olfactory ensheathing cells in facial nerve regeneration / Células embainhantes olfatórias na regeneração do nervo facial

Abstract Introduction: Olfactory ensheathing cell is a unique kind of glia cells, which can promote axon growth. Little is known about the differences between olfactory mucosa olfactory ensheathing cells and olfactory bulb olfactory ensheathing cells in the capability to promote nerve regeneration. Objective: To study the recovery of the rat facial nerve after olfactory ensheathing cells transplantation, and to compare the differences between the facial nerve regeneration of olfactory mucosa-olfactory ensheathing cells and olfactory bulb olfactory bulb olfactory ensheathing cells transplantation. Methods: Institutional ethical guideline was followed (201510129A). Olfactory mucosa-olfactory ensheathing cells and olfactory bulb olfactory ensheathing cells were cultured and harvested after 7 days in vitro. 36 Sprague Dawley male rats were randomly divided into three different groups depending on the transplanting cells: Group A: olfactory mucosa-olfactory ensheathing cells; Group B: olfactory bulb olfactory ensheathing cells; Group C: DF-12 medium/fetal bovine serum. The main trunk of the facial nerve was transected and both stumps were inserted into a polylactic acid/chitosan conduit, then the transplanted cells were injected into the collagen in the conduits. After 4 and 8 weeks after the transplant, the rats of the three groups were scarified and the facial function score, facial nerve evoked potentials, histology analysis, and fluorescent retrograde tracing were tested and recorded, respectively, to evaluate the facial nerve regeneration and to analysis the differences among the three groups. Results: Olfactory ensheathing cells can promote the facial nerve regeneration. Compared with olfactory bulb olfactory ensheathing cells, olfactory mucosa olfactory ensheathing cells were more effective in promoting facial nerve regeneration, and this difference was more significant 8 weeks after the transplantation than 4 weeks. Conclusion: We discovered that olfactory ensheathing cells with nerve conduit could improve the facial nerve recovery, and the olfactory mucosa olfactory ensheathing cells are more effective for facial nerve regeneration compared with olfactory bulb olfactory ensheathing cells 8 weeks after the transplantation. These results could cast new light in the therapy of facial nerve defect, and furnish the foundation of auto-transplantation of olfactory mucosa olfactory ensheathing cells in periphery nerve injury.

Resumo Introdução: A célula embainhante olfatória é um tipo especial de célula glial que pode promover o crescimento do axônio. Pouco se sabe sobre as diferenças entre as células embainhantes olfatórias da mucosa olfatória e as células embainhantes olfatórias do bulbo olfatório em relação à sua capacidade de promover a regeneração nervosa. Objetivo: Estudar a regeneração do nervo facial de ratos após o transplante de células embainhantes olfatórias e comparar as diferenças entre a regeneração do nervo facial com o transplante de células embainhantes olfatórias da mucosa olfatória e de células embainhantes olfatórias do bulbo olfatório. Método: As recomendações éticas da instituição (201510129A) foram seguidas. Células embainhantes olfatórias da mucosa olfatória e células embainhantes olfatórias do bulbo olfatório foram cultivadas in vitro e coletadas após sete dias. Trinta e seis ratos Sprague Dawley machos foram divididos aleatoriamente em três grupos, dependeu das células transplantadas: Grupo A, células embainhantes olfatórias da mucosa olfatória; Grupo B, células embainhantes olfatórias do bulbo olfatório; Grupo C, meio de DF-12/soro fetal bovino. O tronco principal do nervo facial foi seccionado e ambos os cotos foram inseridos em um conduto de ácido polilático/quitosana; em seguida, as células transplantadas foram injetadas em colágeno nos condutos. Após quatro e oito semanas do transplante, os ratos dos três grupos foram agitados para a obtenção do escore da função facial, potenciais evocados do nervo facial, análise histológica e marcador fluorescente retrógrado, que foram testados e registrados, respectivamente, para avaliar a regeneração do nervo facial e analisar as diferenças entre os três grupos. Resultados: Células embainhantes olfatórias podem promover a regeneração do nervo facial. Em comparação com as células embainhantes olfatórias do bulbo olfatório, as células embainhantes olfatórias da mucosa olfatória foram mais eficazes na promoção da regeneração do nervo facial e essa diferença foi mais significativa oito semanas após o transplante em comparação com quatro semanas. Conclusão: Verificamos que células embainhantes olfatórias com conduto nervoso podem melhorar a recuperação do nervo facial e as células embainhantes olfatórias da mucosa olfatória são mais eficazes para a regeneração do nervo facial em comparação com as células embainhantes olfatórias do bulbo olfatório oito semanas após o transplante. Esses resultados podem lançar uma nova luz no tratamento de defeitos do nervo facial e fornecer a base do autotransplante de células embainhantes olfatórias da mucosa olfatória em lesões do nervo periférico.

Histological analysis of elastic cartilages treated with alkaline solution / Análise histológica de cartilagens elásticas tratadas com solução alcalina

The elastic cartilage is composed by chondroblasts and chondrocytes, extracellular matrix and surrounded by perichondrium. It has a low regeneration capacity and is a challenge in surgical repair. One of obstacles in engineering a structurally sound and long-lasting tissue is selecting the most appropriate scaffold material. One of the techniques for obtaining biomaterials from animal tissues is the decellularization that decreases antigenicity. In this work, alkaline solution was used in bovine ear elastic cartilages to evaluate the decellularization and the architecture of the extracellular matrix. The cartilages were treated in alkaline solution (pH13) for 72 hours and lyophilized to be compared with untreated cartilages by histological analysis (hematoxylin-eosin, Masson's trichrome and Verhoeff slides). Areas of interest for cell counting and elastic fiber quantification were delineated, and the distribution of collagen and elastic fibers and the presence of non-fibrous proteins were observed. The results demonstrated that the alkaline solution caused 90% decellularization in the middle and 13% in the peripheral region, and maintenance of the histological characteristics of the collagen and elastic fibers and non-fibrous protein removal. It was concluded that the alkaline solution was efficient in the decellularization and removal of non-fibrous proteins from the elastic cartilages of the bovine ear.(AU)

A cartilagem elástica é composta por condroblastos e condrócitos, matriz extracelular e envolta por pericôndrio. Possui uma baixa capacidade de regeneração e é um desafio em reparos cirúrgicos. Um dos obstáculos na engenharia de tecido estruturalmente sólido e de longa duração é a seleção do material de arcabouço mais adequado. Uma das técnicas para obtenção de biomateriais oriundos de tecidos animais é a descelularização, que diminui a antigenicidade. Neste trabalho, foi utilizada solução alcalina em cartilagem elástica auricular bovina para avaliar a descelularização e a arquitetura da matriz extracelular. As cartilagens foram tratadas em solução alcalina (pH13) durante 72 horas e liofilizadas, e comparadas com cartilagens não tratadas por análise histológica (hematoxilina-eosina, tricrômio de Masson e Verhoeff). Foram determinadas as áreas de interesse para contagem celular e quantificação de fibras elásticas, observada a distribuição de colágeno e fibras elásticas e a presença de proteínas não fibrosas. Os resultados demonstraram que a solução alcalina causou 90% de descelularização na região central e 13% na região periférica, manutenção das características histológicas do colágeno e fibras elásticas e remoção das proteínas não fibrosas. Concluiu-se que a solução alcalina foi eficiente na descelularização e retirada de proteínas não fibrosas de cartilagens elásticas da orelha de bovinos.(AU)

A tríade da engenharia tecidual aplicada na regeneração endodôntica: uma revisãode literatura / Tissue engineering triad applied in regenerative endodontics: a literature review

Introdução: A remoção do tecido pulpar, seguida da restauração do canal radicular com material sintético inerte, costuma ser um procedimento rotineiro na prática clínica para terapia endodôntica, porém esses materiais não substituem a função biológica, a vitali-dade e propriedades mecânicas do tecido original. Nesse contexto, a possibilidade de induzir a regeneração do complexo dentino-pulpar com o uso de células-tronco de origem dental tem sido cada vez mais estudada, e a expectativa é gerar o retorno da vitalidade pulpar e sua capacidade de reparo. Objetivo: Realizar uma revisão bibliográfica com o intuito de investigar a tríade formada por células tronco, fato-res de crescimento e arcabouço a fim de analisar a sua aplicabilidade na regeneração endodôntica. Materiais e métodos: Realizou-se uma revisão bibliográfica de estudos publicados nos últimos 5 anos (2015-2020) por meio da busca nas bases de dados: PubMed/Medline. Para a pesquisa foram utilizados os seguintes descritores: Células-tronco (Stem cells), Endodontia (Endodontics) e Regeneração endodôntica (endodonticregeneration). Após criteriosa filtragem, foram sele-cionados 25 artigos. Revisão de literatura: Pesquisas envolvendo a engenharia tecidual com o uso de células-tronco têm auxiliado a te-rapia regenerativa dos tecidos dentários, como o complexo dentino--pulpar. Para a completa restauração estrutural e funcional do dente são necessários um conjunto de elementos: as células-tronco; fatores de crescimento/diferenciação ou citocinas; fatores de migração/ho-ming e o microambiente: arcabouço (scaffold) e matriz extracelular. Conclusão: A regeneração do complexo dentino-pulpar por meio da engenharia tecidual baseada em fatores de crescimento e arcabou-ços é uma abordagem promissora para substituir estruturas dentárias danificadas e restaurar suas funções biológicas. No entanto, por se tratar de uma nova abordagem, seus estudos ainda são incipientes, necessitando de mais base científica para comprovar sua eficácia.

Introduction: The removal of pulp tissue followed by the restoration of the root canal with inert synthetic material is usually a routine procedure in clinical practice for endodontic therapy; however, these materials do not replace the biological function, the vitality, and mechanical properties of the original tissue. In this context, the possibility of inducing the regeneration of the dentin-pulp complex by using stem cells of dental origin has been increasingly studied, and the expectation is to generate the return of the pulp vitality and its repair capacity. Objective: To carry out a literature review to investigate the triad comprised by stem cells, growth factors, and framework to analyze its applicability in endodontic regeneration. Materials and methods: A bibliographic review of studies published in the last 5 years (2015-2020) was carried out by searching the databases: PubMed / Medline. he following descriptors were used: Stem cells, Endodontics, and Endodontic regeneration. After a careful filtering, 25 articles were selected. Literature review: Research involving tissue engineering with the use of stem cells has supported regenerative therapy of dental tissues, such as the dentin-pulp complex. For the complete structural and functional restoration of the tooth, a set of elements are needed: stem cells; growth/differentiation factors or cytokines; migration/homing factors, and the microenvironment: scaffold and extracellular matrix. Conclusion: The regeneration of the dentin-pulp complex through tissue engineering based on growth factors and frameworks is a promising approach to replace damaged dental structures and restore their biological functions. However, since it is a new approach, studies on this subject are still incipient and more scientific basis is necessary to prove its effectiveness.

Tecnologías disruptivas para la obtención de órganos y tejido artificial / Disruptive technologies for obtaining artificial organs and tissues / Tecnologias disruptivas para a obtenção de órgãos e tecidos artificiais

Propósito/Contexto. Este artículo tiene como objetivo exponer el panorama de las tecnologías disruptivas en la medicina regenerativa y la solución que plantean para la obtención de órganos y tejidos artificiales. En la actualidad, los métodos existentes, como los trasplantes y xenotrasplantes, han demostrado ser poco efectivos para solventar esa problemática de salud pública mundial. Metodología/Enfoque. Se hace una revisión de tecnologías como la ingeniería de tejidos, la ingeniería genética, la nanomedicina y la nanotecnología, que buscan sustituir o mejorar los métodos actuales. Resultados/Hallazgos. Las tecnologías disruptivas plantean aspectos bioéticos que deben ser vistos desde otra perspectiva; la manipulación de la materia a escala atómica y molecular abren un sinnúmero de posibilidades para mejorar la calidad de vida del hombre e incluso, prolongarla. Surge el concepto de nanobioética, en el que se toman los principios de la bioética contemporánea y se proyectan a escalas nanométricas para analizar las implicaciones positivas y negativas de la vida en esas dimensiones. Discusión/Conclusiones/Contribuciones. Los avances y tecnologías disruptivas plantean un impacto en la atención sanitaria, cambios socioculturales y nuevos paradigmas que implican desafíos desde lo científico, lo técnico y lo bioético.

Purpose/Context. The article aims to provide an overview of disruptive technologies in regenerative medicine as a solution to obtaining artificial organs and tissues. Existing methods such as transplants and xenotransplants have proven to be ineffective in resolving this world public health problem. Method/Approach. Technologies such as tissue engineering, genetic engineering, nanomedicine, and nanotechnology are addressed, which seek to replace or improve current methods. Results/Findings. Disruptive technologies involve bioethical aspects that must be considered from another perspective. The manipulation of matter on atomic and molecular scales opens up countless possibilities for improving the quality of human life and even extending it. As a result, the concept of nanobioethics has emerged, which takes the principles of contemporary bioethics and projects them on nanometric scales to analyze the positive and negative implications for life in these dimensions. Discussion/Conclusions/Contributions. Advances and disruptive technologies impact health care, produce sociocultural changes, and give rise to new paradigms, posing scientific, technical, and bioethical challenges.

Objetivo/Contexto. O presente artigo tem como objetivo expor o panorama respeito das tecnologias disruptivas na medicina regenerativa, e a solução que propõem para a obtenção de órgãos e tecidos artificiais. Atualmente os métodos existentes, como os transplantes e xenotransplantes, provaram ser pouco eficaz para resolver um problema de saúde pública mundial. Metodologia/Abordagem. Nesse sentido, é feita uma revisão de tecnologias como a engenharia de tecidos, a engenharia genética, a nanomedicina e a nanotecnologia, que buscam substituir ou melhorar os métodos atuais. Resultados/Descobertas. As tecnologias disruptivas colocam aspectos bioéticos que devem ser vistos sob outra perspectiva, a manipulação da matéria em escala atômica e molecular abrem inúmeras possibilidades para melhorar a qualidade de vida do homem e até prolongá-la. Surge então o conceito de nanobioética, no qual se tomam os princípios da bioética contemporânea, projetam-se em escalas nanométricas, buscando analisar as implicações positivas e negativas da vida nessas dimensões. Discussão/Conclusões/Contribuições. Os avanços e as tecnologias disruptivas causam impacto nos cuidados de saúde, mudanças socioculturais e novos paradigmas que implicam desafios nos aspectos científico, técnico e bioético.

Regeneración ósea como un ejemplo de ingeniería tisular en odontología, con énfasis en el desarrollo de los andamios / Regeneração óssea como exemplo de engenharia de tecidos em odontologia, com ênfase no desenvolvimento de andaimes / Bone regeneration as an example of tissue engineering in dentistry, with an emphasis on the development of scaffolds

Resumen La ingeniería tisular es un área científica multidisciplinaria la cual tiene como finalidad terapéutica restaurar, sustituir o incrementar las actividades funcionales de los tejidos orgánicos. Objetivos: Realizar una revisión de la literatura sobre la ingeniería tisular a nivel del área bucomaxilofacial. Métodos: Se realizó una búsqueda bibliográfica mediante los portales PubMed MEDLINE, Google Scholar, y LILACS, usando los términos "células madre, regeneración ósea y factores de crecimiento tisular". Resultados: Se obtuvieron 193 resultados positivos, de los cuales 24 se utilizaron para el desarrollo del presente trabajo. Discusión: Han sido expuestos varios biomateriales capaces de propiciar la neoformación ósea, siendo esencial su correcta manipulación, la conformación de una arquitectura adecuada y la sinergia de las diversas propiedades. Conclusiones: Los andamios son los que brindan mayor oferta para su uso y la elección de cada uno de ellos no depende del material en sí mismo.

Resumo: A engenharia de tecidos é uma área científica multidisciplinar cujo objetivo é restaurar, substituir e aumentar as atividades funcionais dos tecidos orgânicos. Objetivos: O objetivo deste trabalho é revisar a literatura sobre engenharia de tecidos no nível da área bucomaxilofacial. Métodos: Foi realizada uma pesquisa bibliográfica no portals PubMed MEDLINE, Google Scholar, e LILACS, utilizando os termos "células-tronco, regeneração óssea e fatores de crescimento tecidual". Resultados: foram obtidos 193 resultados positivos, dos quais 24 foram utilizados para o desenvolvimento deste trabalho. Discussão: Vários biomateriais capazes de promover a neoformação óssea foram expostos, sendo sua manipulação correta, a conformação de uma arquitetura adequada e a sinergia das várias propriedades. Conclusões: são os andaimes que oferecem a melhor oferta para seu uso e a escolha de cada um não depende do material propriamente dito.

Abstract Tissue engineering is a multidisciplinary scientific area that has the therapeutic purpose of restoring, replacing, or increasing the functional activities of organic tissues. Objective: This work aims to review the literature on tissue engineering in oral and maxillofacial procedures. Methods: A bibliographic search was conducted in PubMed MEDLINE, Google Scholar, and LILACS, using the terms "stem cells," "bone regeneration," and "tissue growth factors." Results: In total, 193 positive results were obtained, of which 24 were used for this paper. Discussion: Several biomaterials capable of promoting bone neoformation have been described. They need to be adequately manipulated and have the right architecture and achieve the synergy of the various properties. Conclusions: Scaffolds have the widest uses, and selecting one does not depend on the material itself.

Estudo da gelificação do produto de digestão de ECM descelularizada para uso em engenharia de tecidos / Gelation study of extracellular matrix digestion products for tissue engineering

Os implantes utilizados para regeneração tecidual ainda falham na tentativa de mimetizar as propriedades da matriz extracelular (ECM), o que compromete a viabilidade e aplicabilidade do material. Além disso, permanece o desafio de desenvolver um método de aplicação minimamente invasivo para evitar danos teciduais adicionais (Badylak et al., 2015; Crapo et al., 2011; Xing et al., 2014). Assim, o objetivo do projeto é desenvolver um hidrogel injetável composto de ECM de pericárdio, tendão e osso bovino enzimaticamente digerida e reticulada com glutaraldeído, ésteres ativados de NHS e derivados de polietilenoglicol (PEG). O protocolo de digestão foi modificado de Willians (Williams et al., 2015), utilizando tripsina, pepsina e colagenase. A quantificação de GAGs e peptídeos mostrou que, independentemente do substrato e enzima utilizados, o processo em etapas gerou uma maior concentração de estruturas em relação ao processo contínuo. Adicionalmente, a análise de dicroísmo circular mostrou que o processo em etapas preservou mais estruturas secundárias. O perfil proteico das ECMs foi analisado como descrito em Flores (Flores et al., 2016), e foi verificado que ele é altamente diverso e tecido - específico. A ECM do pericárdio possui 94 tipos diferentes de proteínas, seguidas pela ECM do tendão (48) e pela ECM óssea (35), sendo o colágeno α1 (1) e o colágeno α2 (1) presentes em todas elas. Além disso, os produtos digeridos ECMp aumentaram a proliferação e diferenciação de células-tronco mesenquimais da medula óssea a osteoblastos maduros. A cinética do processo de gelificação, bem como as propriedades mecânicas do gel são dependentes do tipo de agente reticulante, assim como da concentração da gelatina. Este novo material é altamente personalizável e adaptável à aplicação biológica desejada

The implants used for tissue regeneration still fail to mimic properties of extracellular matrix. It compromises the material viability and applicability. Furthermore, the challenge to manufacture a minimally invasive delivery system for it to avoid extra tissue damage still remains (Badylak et al., 2015; Crapo et al., 2011; Xing et al., 2014). Thus, the project goal is to develop an injectable hydrogel composed of pericardium, tendon and bovine bone ECM enzymatically digested and crosslinked with glutaraldehye, activated esters of NHS and polyethylene glycol (PEG) derivatives. The digestion protocol was modified from Willians (Williams et al., 2015), using trypsin, pepsin and collagenase as lytic enzymes. GAGs and peptides quantification showed that regardless of the substrate and enzyme, the stepwise process yields a higher amount of GAGs and peptides in comparison with the continuous process. In addition, circular dicroism analysis showed that the stepwise process preserves more secondary structures of proteins. ECMs protein profile was analyzed as in Flores (Flores et al., 2016) and verified that it is the highly diverse and tissue-specific. Pericardium ECM has 94 different types of proteins, followed by tendon ECM (48) and bones ECM (35), being collagen α1(1) and collagen α2(1) present in all of them. Furthermore, the ECMp digested products enhanced bone marrow mesenchymal stem cells proliferation and differentiation in mature osteoblast. The kinetics of the gelification process, as well as mechanical properties of the gel is dependent of the type of crosslinker and concentration of gelatin. This new material is highly customizable and adaptable to the biological application

Ventajas y desventajas del cultivo de carne in vitro: perspectivas desde la seguridad alimentaria / Advantages and disadvantages of in vitro meat production: Food safety perspectives / Vantagens e desvantagens do cultivo de carne in vitro: perspectivas desde a seguridade alimentar

Resumen Los modelos tradicionales de producción animal suponen un gran costo ambiental y económico. También existen consideraciones éticas alrededor del bienestar animal con base en ciertos esquemas productivos. Estos aspectos, junto al hecho del incremento esperado en la demanda de proteína animal, paralelo al crecimiento poblacional para 2050, obligan a la industria cárnica y al sector agropecuario a buscar técnicas alternativas de producción animal. La carne cultivada parece ser una opción viable y plausible para resolver muchos de estos retos. El artículo aborda el tema de la ingeniería de tejidos, enfocado en las ventajas y desventajas de la producción in vitro, como una posible línea de investigación futura para paliar el hambre y la inseguridad alimentaria de forma ambientalmente sostenible.

Abstract The traditional models of animal production imply a great environmental and economic cost. There are also ethical considerations around animal welfare based on certain production schemes. These aspects, together with an expected increase in the demand for animal protein, parallel to population growth by 2050, have forced the meat industry and the agricultural sector to look for alternative techniques of animal production. Cultured meat seems to be a viable and plausible option to solve many of these challenges. The article addresses the issue of tissue engineering, focusing on the advantages and disadvantages of in vitro production, as a possible line for future research, to alleviate hunger and food insecurity in an environmentally sustainable manner.

Resumo Os modelos tradicionais de produção animal supõem um grande custo ambiental e econômico. Também existem considerações éticas em quanto ao bem-estar animal com base em certos esquemas produtivos. Estes aspectos, junto ao fato do incremento esperado na demanda de proteína animal, paralelo ao crescimento populacional para 2050, obrigam a indústria de carnes e o setor agropecuário a buscar técnicas alternativas de produção animal. A carne cultivada parece ser uma opção viável e plausível para resolver muitos destes desafios. O artigo aborda o tema da engenharia de tecidos, com foco nas vantagens e desvantagens da produção in vitro, como uma possível linha de pesquisa futura para paliar a fome e a inseguridade alimentar de forma ambientalmente sustentável.

Bacterial cellulose and bacterial cellulose/polycaprolactone composite as tissue substitutes in rabbits' cornea / Celulose bacteriana e composto de celulose bacteriana/policaprolactone para substituto tissular na córnea de coelho

In order to test the performance of bacterial cellulose/polycaprolactone composite (BC/PCL) and pure bacterial cellulose (BC) as tissue substitutes in rabbits' cornea, a superficial ulcer containing 5mm in diameter and 0.2mm deep was made in the right cornea of 36 rabbits, then a interlayer pocket was created from the basis of this ulcer. Twelve rabbits received BC/PCL membrane and 12 were treated with BC membranes, both membranes with 8mm in diameter. The remaining rabbits received no membrane constituting the control group. The animals were clinically followed up for 45 days. Three animals of each group were euthanized at three, seven, 21, and 45 days after implantation for histological examination of the cornea along with the implant. Clinical observation revealed signs of moderate inflammatory process, decreasing from day 20th in the implanted groups. Histology showed absence of epithelium on the membranes, fibroplasia close to the implants, lymph inflammatory infiltrate with giant cells, collagen disorganization, with a predominance of immature collagen fibers in both groups with implants. Although inflammatory response is acceptable, the membranes used does not satisfactorily played the role of tissue substitute for the cornea during the study period.(AU)

Com objetivo de testar o desempenho do compósito celulose bacteriana/policaprolactona (CB/PCL) e da celulose bacteriana pura (CB) como substitutos teciduais em córnea de coelhos, foi realizada uma úlcera superficial de 5 mm de diâmetro e 0,2 mm de profundidade na córnea direita de 36 coelhos, criando-se um bolso interlamelar a partir da base dessa úlcera. Doze animais receberam a membrana do compósito CB/PCL e 12 foram tratados com membranas de CB, ambas com 8 mm de diâmetro, os coelhos restantes não receberam nenhuma membrana, constituindo o grupo controle. Os animais foram acompanhados clinicamente até 45 dias. Três animais de cada grupo sofreram eutanásia aos três, sete, 21 e 45 dias após o implante das membranas para análise histológica da córnea juntamente com o implante. À observação clínica, houve sinais de processo inflamatório moderado, diminuindo a partir do 20º dia nos grupos implantados. A histologia demonstrou ausência de epitélio sobre as membranas, fibroplasia próxima aos implantes, infiltrado inflamatório linfo-histiocitário com células gigantes, desorganização do colágeno, com predominância de fibras imaturas de colágeno em ambos os grupos com implantes. Embora a resposta inflamatória seja aceitável, as membranas utilizadas não desempenharam satisfatoriamente o papel de substituto tecidual para a córnea, no período estudado.(AU)

Isolation, expansion and differentiation of mesenchymal stromal cells from rabbits' bone marrow / Isolamento, expansão e diferenciação de celulas tronco mesenquimais oriundas da medula óssea de coelhos

Tissue engineering has been a fundamental technique in the regenerative medicine field, once it permits to build tri-dimensional tissue constructs associating undifferentiated mesenchymal cells (or mesenchymal stromal cells - MSCs) and scaffolds in vitro. Therefore, many studies have been carried out using these cells from different animal species, and rabbits are often used as animal model for in vivo tissue repair studies. However, most of the information available about MSCs harvesting and characterization is about human and murine cells, which brings some doubts to researchers who desire to work with a rabbit model in tissue repair studies based on MSCs. In this context, this study aimed to add and improve the information available in the scientific literature providing a complete technique for isolation, expansion and differentiation of MSCs from rabbits. Bone marrow mononuclear cells (BMMCs) from humerus and femur of rabbits were obtained and to evaluate their proliferation rate, three different culture media were tested, here referred as DMEM-P, DMEM´S and α-MEM. The BMMCs were also cultured in osteogenic, chondrogenic and adipogenic induction media to prove their multipotentiality. It was concluded that the techniques suggested in this study can provide a guideline to harvest and isolate MSCs from bone marrow of rabbits in enough amount to allow their expansion and, based on the laboratory experience where the study was developed, it is also suggested a culture media formulation to provide a better cell proliferation rate with multipotentiality preservation.

A engenharia de tecidos tem sido uma técnica fundamental no campo da medicina regenerativa, uma vez que permite a criação de peças teciduais tri-dimensionais por meio da associação de células mesenquimais indiferenciadas (ou células estromais mesenquimais - CEMs) e moldes de biomateriais in vitro. Assim, muitos estudos têm sido realizados utilizando estas células oriundas de diferentes espécies animais, e os coelhos são frequentemente utilizados como um modelo animal para estudos in vivo de reparação tecidual. No entanto, a maioria das informações disponíveis sobre a coleta e caracterização de CEMs referem-se às células humanas e murinas, o que traz algumas dúvidas para pesquisadores que desejam trabalhar com coelhos em estudos de reparação de tecidos baseados em CEMs. Neste contexto, o presente estudo objetivou contribuir e aprimorar as informações disponíveis na literatura científica fornecendo uma técnica completa para o isolamento, expansão e diferenciação das MSCs de coelhos. Células mononucleares da medula óssea (CMMOs) do úmero e fêmur de coelhos foram obtidas e, para avaliar sua taxa de proliferação, três meios de cultura diferentes foram testadas, aqui referidos como DMEM-P, DMEM'S e α-MEM. As CMMOs também foram cultivadas em meios de indução osteogênico, condrogênico, e linhagens adipogênico para provar a sua multipotencialidade. Concluiu-se que as técnicas sugeridas neste estudo podem fornecer um guia para a coleta e isolamento de CEMs da medula óssea de coelhos em quantidade suficiente para permitir a sua expansão e, com base na experiência de laboratório onde o estudo foi desenvolvido, é também sugerida uma formulação de meio de cultivo para proporcionar uma melhor taxa de proliferação celular com preservação da multipotencialidade.

Evaluación del método químico-enzimático de descelularización para la obtención de matrices extracelulares de tráquea en el modelo porcino / Avaliação do método químico-enzimático de descelularização para a obtenção de matrizes extracelulares de traqueia no modelo suíno / Evaluation of the chemical-enzymatic decellularization method for obtaining extracellular trachea matrixes in a porcine model

Diferentes enfermedades afectan la tráquea y deterioran la calidad de vida. La ingeniería tisular es una alternativa terapéutica para los pacientes con esas enfermedades: matrices de tráquea descelularizadas y sembradas con células del receptor no generan respuesta inmune y pueden prevenir incluso el rechazo de zootrasplantes. Objetivo: evaluar un método de descelularización para obtener matrices extracelulares de tráquea en el modelo porcino. Materiales y métodos: a partir de 5 tráqueas porcinas se formaron dos grupos de estudio, controles y tratados con un método químico-enzimático. Se hizo análisis histológico con hematoxilina-eosina, coloración tricrómica de Masson y safranina O. Se evaluaron las propiedades biomecánicas de ambos grupos, mediante la determinación del módulo de Young, la fuerza máxima y el porcentaje de deformación. Resultados: en las muestras tratadas se observó una disminución del 66 % del contenido celular en comparación con los controles. Se preservó el colágeno y se detectó reducción de los glucosaminoglucanos. Las pruebas biomecánicas revelaron una diferencia estadísticamente significativa del porcentaje de deformación, sin alteración de los demás parámetros. Conclusiones: el método evaluado demostró ser eficiente para descelularizar tráqueas de cerdo, con una disminución importante en el costo y el tiempo de tratamiento, por lo que podría ser una buena opción en las condiciones socioeconómicas de Colombia...

Different diseases may affect the trachea and, therefore, the quality of life. Tissue engineering may be a therapeutic alternative for patientswith such diseases, using decellularized trachea matrixes seeded with cells from the recipient, which do not generate immune response and may even prevent rejection of zoo-transplants. Objective: To evaluate a decellularization method to obtain tracheal extracellular matrixes in the porcine model. Materials and methods: Two study groups, treated and control, were obtained from 5 porcine tracheas.A chemical-enzymatic method for decellularization was used. Histological analyses were performed with hematoxylin-eosin, Masson’s trichromic stain and safranin O. Biomechanical properties of both groups were evaluated by determining the Young modulus, maximum strength and deformation rate. Results: Compared to the controls, there was a 66 % decrease in the cell content in the treated specimens. Collagen was preserved and a reduction of glycosaminoglycans was detected. Biomechanical tests revealed a significant difference in the percentage of deformation, with no alteration of the remaining parameters. Conclusions: The evaluated decellularization method proved to be efficient to reduce the cellular content of porcine tracheas, with a considerable decrease in cost and production time. These advantages could make it a good option for the socio-economic Colombian conditions...

Diferentes doenças afetam a traqueia e deterioram a qualidade de vida. A engenheira tisular é uma alternativa terapêutica para os pacientes com essas doenças: matrizes de traqueia descelularizadas e semeadas com células do receptor não geram resposta imune e podem prevenir incluso a rejeição de zoo-transplantes. Objetivo: avaliar um método de descelularização para obter matrizes extracelulares de traqueia no modelo suíno. Materiais e métodos: a partir de 5 traqueias suínas se formaram dois grupos de estudo, controles e tratados com um método químico-enzimático. Se fez análise histológico com hematoxilina-eosina, corante tricrómica de Masson e safranina O. Se avaliaram as propriedades biomecânicas de ambos grupos, mediante a determinação do módulo de Young, a força máxima e a porcentagem de deformação. Resultados: Nas amostras tratadas se observou uma diminuição de 66 % do conteúdo celular em comparação com os controles. Se preservou o colágenoe se detectou redução dos glucosaminoglucanos. As provas biomecânicas revelaram uma diferença estatisticamente significativa da porcentagem de deformação, sem alteração dos demais parâmetros. Conclusões: O método avaliado demostrou ser eficiente para descelularizar traqueias de porco, com uma diminuição importante no custo e o tempo de tratamento, pelo que poderia ser uma boa opção nas condições socioeconómicas da Colômbia...

Gás ozônio como agente esterilizante de nanofibras eletrofiadas para engenharia tecidual: avaliação da segurança e da eficácia / Ozone gas as sterilant for electrospun nanofibers for tissue engineering: safety and efficacy evaluation

Com o aumento da expectativa de vida e o envelhecimento da população, a medicina regenerativa vem ocupando um importante espaço visando manter a qualidade de vida da população. A engenharia de tecidos, apoiada nos avanços da biotecnologia e da nanotecnologia, vem se configurando como alternativa mais versátil e menos custosa ao reparo e transplante de tecidos e órgãos. Os arcabouços para engenharia tecidual constituídos de nanofibras têm o potencial para mimetizar a arquitetura nanométrica dos tecidos humanos, especialmente devido à grande área superficial e elevada porosidade. Para a fabricação de arcabouços de nanofibras, a técnica mais utilizada é a de eletrofiação, devido à sua alta versatilidade, e os materiais mais estudados são os polímeros biodegradáveis e biocompatíveis, que são os mais desejados para fins biomédicos. A esterilização é uma etapa crítica no processo de fabricação de produto médico implantável e pode ter impacto no desempenho dos arcabouços poliméricos. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar o impacto da esterilização por gás ozônio em arcabouços de nanofibras poliméricas eletrofiadas para engenharia de tecidos. A esterilização por ozônio foi eficaz na inativação do indicador biológico G. stearothermophilus, caracterizando eficácia na letalidade microbiana; igualmente, não se detectou crescimento microbiano no teste de esterilidade. Os arcabouços de nanofibras de poli(ácido láctico-co-ácido glicólico) tiveram suas propriedades físico-químicas, mecânicas e biológicas preservadas, mantendo o mesmo desempenho como suporte para o crescimento de fibroblastos NIH3T3 após a esterilização. Já os arcabouços de poli-caprolactona, tiveram suas propriedades alteradas e apresentaram um melhor desempenho na proliferação celular de fibroblastos L929 após a esterilização. Assim, o gás ozônio se mostrou como um método alternativo para a esterilização de nanofibras poliméricas para engenharia tecidual

Since world population is ageing, regenerative medicine has become a growing area in the medical field in order to maintain the life quality of population. With the advance of biotechnology and nanotechnology, tissue engineering has emerged as a more versatile and less costly alternative to tissue repair and transplantation. Nanofibers have the potential to mimic the human tissue architecture at the nanometer scale, especially due to their large surface area and high porosity. Electrospinning is the most applied technique to fabricate nanofibers scaffolds mainly because of its powerful and high versatility. Many polymers can be used on the fabrication of nanofibers scaffolds; however, the biodegradable and biocompatible polymers are the most desired ones for biomedical purposes. Sterilization is a critical step in the fabrication process and might impact the performance of polymeric scaffolds. Therefore, the aim of this study was to evaluate the impact of sterilization by ozone gas on polymeric electrospun nanofibers scaffolds for tissue engineering. Ozone gas sterilization was efficient in killing the G. stearothermophilus spores, a common biological indicator used for validation of sterilization processes. The sterilization method preserved the physico-chemical, mechanical, and biological properties of poly(lactic-co-glycolic) acid nanofibers, keeping the performance of NIH3T3 proliferation on the scaffolds. On the other hand, the same sterilization method altered some properties of poly-caprolactone electrospun scaffolds, what improved L929 fibroblasts proliferation on the scaffolds after sterilization. Therefore, ozone gas was found to be a benign sterilization method for polymeric electrospun scaffolds for tissue engineering

Evaluation of electrospun PLLA-ECM scaffolds as biomaterials for bone regeneration / Avaliação de suportes eletrofiados de PLLA-ECM para regeneração óssea

The extracellular matrix (ECM) is secreted by the host tissue and is an important key for mechanisms of cell responses. The main properties of the ECM materials include biodegradability, biocompatibility, and nanostructured in a 3D fibre network. In addition, ECM is composed of important molecules like growth factors, glycosaminoglycans (GAGs), collagens, fibronectin, and lamin, while final composition depends on the native tissue. We have selected for this study ECMs from cortical bone (B-ECM) and pericardium (P-ECM) tissue. These ECMs were digested by collagenase, pepsin and trypsin. Each of these digested ECMs was used to produce PLLA-ECM based electrospun scaffolds by two different methodologies (1) non-crosslinked (NCLK) hybrid electrospun scaffolds composed of PLLA and digested ECMs and (2) PLLA-collagen electrospun scaffolds crosslinked with digested ECMs (CLK scaffolds). This research proposes the characterization of the digestion promoted by collagenase, pepsin and trypsin on the ECMs, followed by the evaluation of the potential of the digested ECMs and of the PLLA-ECM scaffolds for bone regeneration. The proteinaceous mixture, produced from the ECM digestion, had compositions, which were dependent on the type of ECM, and on the enzymatic treatment, as shown by protein quantification, GAGs quantification, TGA, SDS-page and TPEF-SHG. All the results point to an extensive digestion caused by collagenase and pepsin and a milder digestion caused by trypsin. The digested ECMs were incorporated into nanofibrous scaffolds, and the products were characterized by SEM, TGA, DSC and TPEF-SHG. The porous nanofibrous mesh from non-crosslinked scaffolds exhibited fibres without beads and a uniform diameter. However, the crosslinked scaffolds presented non-organized agglomerates around the fibres making a less porous surface. TGA and DSC suggest the incorporation of the ECMs on the scaffolds. However, the distribution of the protein on the polymer was mostly dependent on the incorporation method, as showed by TPEF-SHG. To access the biomaterial ability for bone regeneration, bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSCs) were cultured on the scaffolds over 21 days. Osteogenic markers such as ALP activity, mineral nodule formation by ARS staining, col1a2 immunostaining, and gene expression were analysed to access how the materials could induce BMMSCs osteodifferentiation. Comparing NCLK to CLK scaffolds the key factor for osteogenesis is the release of soluble factors, showing NCLK scaffolds with a higher ability to induce mineralization than CLK scaffolds. However, when comparing the effect of the enzymatic digestion on the mineralization of the scaffolds over the days, it is possible to establish that the effect of the enzymatic treatment is also related to the type of ECM. Despite all those differences, some PLLA-ECM scaffolds exhibited potential to induce earlier mineralization, observed by the analysis of bglap, runX2, Osx, sparc and col1a2 genes as osteogenic markers

A matriz extracelular (ECM) é secretada pela células no tecido nativo e reúne propriedades chave para respostas celulares. Entre suas principais propriedades destacam-se: biodegradabilidade, biocompatibilidade e nanoestruturada tridimensionalmente. Além disso, é rica em sinalizadores celulares tais como: fatores de crescimento, glicosaminaglicanas (GAGs), colágeno, fibronectina e laminina, no entanto sua composição depende do tecido na qual se encontra. Para este estudo, foram selecionadas ECMs provenientes de osso cortical e de pericárdio. Estas ECMs foram digeridas por colagenase, pepsina e tripsina. Cada um dos produtos de digestão foi utlizado para a produção de suportes eletrofiados de PLLA-ECM, utilizando-se dois diferentes métodos de incorporação, (1) Suportes eletrofiados híbridos de PLLA-ECM obtidos a partir da eletrofiação da co-solução em 1,1,1,3,3,3-hexafluor-2-propanol, e (2) imobilização das ECM digeridas sobre suportes eletrofiados de PLLA-colágeno. O presente trabalho propõe-se a caracterizar as ECMs digeridas e a avaliar o potencial dos suportes eletrofiados de PLLA-ECM para a regeneração óssea. A mistura proteinácea obtida a partir da digestão das ECMs, mostrou que a sua composição é dependentes do tipo de ECM e da digestão enzimática, resultado este confirmado através da quantificação de proteínas, quantificação de glicosaminoglicanas, TGA, SDS-page e TPEF-SHG. A partir destes, foi observada que a colagenase é a enzima que promove a maior degradação das ECMs, enquanto que a tripsina promove uma degradação em menor escala. As matrizes digeridas foram incorporadas no material nanoestruturado, estes foram caraterizados por SEM, TGA, DSC e TPEF-SHG. Observou-se que a malha eletrofiada a partir da co-solução de PLLA-ECM exibiu a formação de fibras de diâmetro uniforme, enquanto que os suportes imobilizados apresentaram a formação de aglomerados sólidos ao redor das fibras, originando uma malha menos porosa. As análises de TGA e DSC confirmaram a incoporação das ECMs nas malhas eletrofiadas, e através da técnica de TPEF-SHG observou-se a distribuição das proteinas no polímero. O potencial dos materiais para a regeneração óssea foi avaliado através da cultura de células tronco mesenquimais de medula óssea sobre os suportes eletrofiados durante 21 dias, e em seguida, medidas de ALP, quantificação de coloração com vermelho de alizarina, imunofluorescência com anticorpo col1a2, e expressão de gênica foram analisadas para a avaliação de como os materiais eletrofiados de PLLA-ECM induzem a osteodiferenciação. Comparando-se materiais produzidos por co-solução e os materiais imobilizados foi possível observar que a resposta osteogênica é maior nos materiais híbridos devido a liberação de fatores solúveis dos suportes eletrofiados. No entanto, comparando-se o efeito da digestão enzimática na capacidade de mineralização dos suportes , é possível observar que o efeito da digestão enzimática é dependente do tipo de ECM. Em geral, foi possível observar que os suportes eletrofiados de PLLA-ECM exibem potencial para uso em engenharia de tecidos, em específico, regeneração óssea, uma vez que apresentaram-se regulados o conjunto de genes bglap, RunX2, Osx, sparc e col1a2

Sistema TMJ Concepts: Próteses personalizadas e de estoque para reconstrução total da articulação temporomandibular / TMJ Concepts System: Custom-made and off-the-shelf prostheses for temporomandibular joint reconstruction

Certas lesães que afetam a articulação temporomandibular (ATM) podem ser severas necessitando de uma reconstrução efetiva dessa estrutura, mas a reconstrução artificial da ATM com qualquer tipo de implantes que não apresente décadas de sucesso, deve ser considerada como a última alternativa para os pacientes que estão sofrendo de lesões severas. As proteses TMJ Concepts© quando usadas em pacientes que tiveram múltiplas cirurgias da ATM resultação em melhora da função, mas em geral, não reduzirão significativamente as dores. A reconstrução da ATM tem indicações específicas e precisas que serão abordadas neste artigo, bem como os benefícios e riscos. O autor recomenda os dispositivos da firma TMJ Concepts Inc., Califórnia - EUA depois de mais de uma década de excelente experiência pessoal com esse produto

Certain dysfunctions affecting temporomandibular joint (TMJ) may be severe and might need an effective reconstruction. However artificial replacement of the TMJ with any type of implants that have not presented decades of treatment success is to be considered the last resort for patients suffering from severe TMJ diseases. The TMJ Concepts© prostheses when used in patients submitted to multiple TMJ surgeries will improve jaw function but in general they will not reduce pain significantly. TMJ reconstruction has specific and precise indications which will be addressed on this article as well as its benefits and risks. The author endorses TMJ Concepts© devices after more than a decade of excellent personal experience with this product

ANÁLISIS DE BIOMATERIALES PARA USO EN INGENIERÍA DE TEJIDO DE PIEL: REVISIÓN / ANALYSIS OF BIOMATERIALS FOR SKIN TISSUE ENGINEERING: REVIEW / ANÁLISE DE BIOMATERIAIS PARA USO EM ENGENHARIA DE TECIDOS DA PELE: PATCH

La ingeniería de tejidos es un área que ha venido creciendo desde los últimos treinta años con diferentes aplicaciones en piel, hueso, tejido neural, tejido cardiovascular, entre otras. Una de las áreas más trabajadas y de mayores aplicaciones es la relacionada con el tejido de la piel, con importantes avances en el desarrollo de sustitutos. En este trabajo se hace una revisión sobre los biomateriales más usados para desarrollos en el área de ingeniería de tejidos con aplicaciones específicas al tejido de piel. La información obtenida fue clasificada de acuerdo a los biomateriales más usados de origen natural o sintético, y de acuerdo a sus aplicaciones como sustitutos dérmicos, epidérmicos o dermo-epidérmicos. A su vez las ventajas y desventajas de su implementación in vivo o clínica fueron consideradas. Adicionalmente, se presenta una introducción al uso de los nanomateriales en diferentes áreas relacionadas con la ingeniería de tejidos. Según esta revisión, la biocompatibilidad de los materiales naturales es adecuada, al igual que la recepción al momento del injerto, pero su resistencia mecánica es baja. Los materiales sintéticos, por su parte, presentan más alta resistencia mecánica y siguen siendo objeto de investigación para mejorar su biocompatibilidad y controlar su degradación. Dentro del estudio se presentaron los nanomateriales como un área de amplio desarrollo y de alta proyección para su aplicación en ingeniería tisular.

Tissue engineering is a research field that has grown over the last thirty years with different applications in skin, bone, neural tissue and cardiovascular tissue, among others. One of the most studied and promising application relates to the engineering of skin tissue, which has led to important advances in the development of skin substitutes. This work reviews the most used biomaterials for applications in the field of skin tissue engineering. The reviewed literature was classified according to the most used natural or synthetic biomaterials and according to their application as dermal, epidermal, or dermal-epidermal substitutes. At the same time, advantages and disadvantages of their in vivo or clinical implementation were considered. Based on this literature review, the biocompatibility of natural materials is appropriate, as well as their grafting efficiency, but their mechanical strength is low. Synthetic materials, in contrast, show higher mechanical strength and are subject of investigations that seek to improve their biocompatibility and biodegradability. This review also showed that the use of nanomaterials is a very promising research area with excellent prospects for applications in tissue engineering.

Engenharia de tecidos é uma área que tem crescido desde os últimos trinta anos, com diferentes aplicações em pele, osso, tecido neural, tecido cardiovascular, entre outros. Uma das áreas de aplicação mais elaborados e maiores está relacionada com o tecido da pele, com um progresso significativo no desenvolvimento de substitutos. Este trabalho apresenta uma revisão dos biomateriais mais utilizados para desenvolvimentos na área da engenharia de tecidos com aplicações específicas para o tecido da pele. As informações obtidas foram classificadas de acordo aos biomateriais mais utilizados de origem natural ou sintética, e de acordo às suas aplicações como substitutos de pele, epidérmica ou dermo-epidérmica. Por sua vez, as vantagens e desvantagens da sua implementação in vivo ou clínica foram considerados. Além disso uma introdução ao uso de nanomateriais em diferentes áreas relacionadas com a engenharia de tecidos é apresentado. De acordo com esta revisão, a biocompatibilidade de materiais naturais é adequado, como o tempo de recepção da enxertia, mas a sua resistência mecânica é baixa. Os materiais sintéticos, por sua vez, tem alta resistência mecânica e ainda estão sob investigação para melhorar a sua biocompatibilidade e controle de degradação. Dentro deste estudo apresentaram-se os nanomateriais como um área de desenvolvimento global e alta projeção para uso em engenharia de tecidos.

Avanços e desafios da pesquisa básica aplicada em Implantodontia / Advances and challenges of the basic research applied to Implantology

A Implantodontia revolucionou a Odontologia moderna e se tornou a primeira opção de tratamento reabilitador para os casos de desdentados parciais ou totais. Nesse processo, os avanços tecnológicos e científicos da técnica proporcionaram níveis de sucesso próximos a 100% e com alta previsibilidade. Apesar dos grandes avanços, ainda temos desafios em pontos específicos, como desenho dos implantes, biofuncionalização da superfície do implante, manutenção do nível ósseo e terapias previsíveis para implantes com perda óssea peri-implantar progressiva. Atualmente, busca-se ampliar as possibilidades de indicações dos implantes para além dos casos tecnicamente favoráveis, reduzindo-se o tempo de cicatrização e de carregamento do implante, bem como reestabelecendo um padrão estético que mimetiza a dentição natural com previsibilidade, estabilidade e saúde por tempo indeterminado

Implantology revolutionized the modern dentistry and became the first choice in the rehabilitation of partially dentate or edentulous patients. During this process, technologic and scientific advances granted success rate up to 100% with high predictability. Despite the great advances, we are still facing specific key challenges regarding implant design, surface biofunctionalization, bone level preservation and predictable therapies to deal with progressive cervical bone loss. Currently, new possibilities have been explored to expand dental implant treatment for those cases further than the ideal condition, achieving reduced healing and loading times, and also to reconstruct an aesthetic profile mimicking the natural dentition together with confidence, stability, and long-term healthiness.