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

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

Cicatrização da musculatura reto-abdominal em coelhos submetidos à laparorrafia com fios de sutura à base de quitosana, categute cromado e poliglactina 910 / [Healing of the rectus abdominis muscle in rabbits submitted to laparorrhaphy with suture-based chitosan, chromic catgut and polyglactin 910]

Objetivou-se, com este estudo, avaliar o processo de cicatrização da musculatura reto-abdominal em coelhos submetidos à laparorrafia, utilizando-se o fio de sutura à base de quitosana, comparando-o aos fios de categute cromado e poliglactina 910. Foram utilizados 24 coelhos adultos, divididos aleatoriamente em quatro grupos: quitosana e categute 15 dias (QC-15dias), quitosana e categute 30 dias (QC-30 dias), quitosana e poliglactina 910 15 dias (QP-15 dias) e quitosana e poliglactina 910 30 dias (QP-30 dias). Cada grupo foi composto por seis coelhos, nos quais foram realizadas duas incisões, uma do lado direito e outra do lado esquerdo e, posteriormente, a laparorrafia, com o fio de quitosana de um lado e o categute cromado ou poliglactina 910 do outro. Realizou-se análise clínico-cirúrgica, histológica e avaliação de achados de necropsia, além de testes de citotoxicidade e de mecânica no fio de quitosana. Ele apresentou baixa resistência mecânica e citotóxica. O fio de quitosana não proporcionou uma cicatrização satisfatória em coelhos, pois desencadeou uma resposta inflamatória acentuada.(AU)

The objective of this study was to evaluate the healing process of the recto-abdominal muscles in rabbits submitted to laparorrhaphy using chitosan-based suture yarn, comparing it to chrome catgut and polyglactin 910 yarns. Twenty-four adult rabbits were divided in to four random groups: chitosan and polyglactin 910 15 days (QP-15 days) and chitosan and polyglactin 910 30 days (QC-30 days), chitosan and polyglactin 910 15 days (QP-15 days) QP-30 days). Each group consisted of six rabbits, in which two incisions were made, one on the right side and one on the left side, and later the laparorraphy with the chitosan yarn on one side and chromed catgut or polyglactin 910 on the other. Clinical-surgical, histological and necropsy findings were evaluated, as well as cytotoxicity and mechanical tests on the chitosan wire. It presented low mechanical and cytotoxic resistance. Chitosan thread did not provide satisfactory healing in rabbits, as it triggered a marked inflammatory response.(AU)

Membrana de látex natural de Hevea brasiliensis auxilia no processo de reparação tecidual em bovinos / Natural latex rubber from Hevea brasiliensis aids tissue repair of bovine

Feridas cutâneas em bovinos são um constante desafio clínico cirúrgico por desencadearem perdas econômicas bastante significativas. O látex proveniente da seiva da seringueira (Hevea brasiliensis) apresenta potencial terapêutico para incrementar o processo de reparação tecidual. Portanto, pretendeu-se com esse estudo avaliar o tipo de reação tecidual e os possíveis mecanismos de angiogênese desencadeados pelo implante de uma membrana de látex natural em bovinos. Para tal, foram utilizados seis bovinos da raça Nelore, submetidos ao implante subcutâneo experimental de três fragmentos de membranas de látex natural. Foram coletadas amostras de tecido e da membrana aos 15, 30 e 45 dias após a implantação, para avaliações histológicas, ultraestruturais por microscopia eletrônica de varredura e imunoistoquímicas com anticorpos antimarcador de macrófagos (MAC), CYR 61 e VEGF. O implante de látex proporcionou aumento da angiogênese e reparação tecidual em bovinos, não mediada pela expressão do VEGF e CYR 61.(AU)

Cattle wounds are a constant surgical and clinical challenge, leading to important economical losses. The latex from the sap of the rubber tree (Hevea brasiliensis) has therapeutic potential to enhance tissue repair process. Therefore, we evaluated the type of tissue reaction and possible mechanisms of angiogenesis triggered by implanting natural latex rubber in bovine species. Six Nelore bovines were subjected to subcutaneous experimental implant of three fragments of natural rubber latex membranes. Tissue and rubber membrane samples were harvested at 15, 30 and 45 days implantation for histology, scanning electron microscopy and immunohistochemical evaluation with anti macrophage marker (MAC), anti CYR 61, anti VEGF antibodies. The latex membrane estimulates tissue reaction and repair and significant angiogenesis stimuli without activating CYR 61 and VEGF pathways.(AU)

Treatment of periodontal disease with guided tissue regeneration technique using a hydroxyapatite and polycaprolactone membrane / Tratamento da doença periodontal pela técnica da regeneração tecidual guiada utilizando uma membrana de hidroxiapatita e policaprolactona

The aim of this study was to evaluate the use of a malleable membrane composed of hydroxyapatite (60%) and polycaprolactone (40%) as treatment of periodontal disease experimentally induced in dogs. A bone defect of standardized dimensions was created between the roots of the third and fourth premolar of 12 dogs for periodontal disease induction. Six dogs had the defect covered by the membrane and six dogs received only standard treatment for periodontal disease, also applied to dogs in the treated group. The animals were clinically monitored during the experiment. Radiographs were taken after surgery and at 60 days after treatment initiation. Clinical attachment level was also assessed in those moments. On the 60th day, dental sample of all animals, containing tooth, defect and periodontal tissues, were harvested, fixed in formalin and analyzed by microtomography and histology. During the experimental period, the animals showed no pain and purulent discharge, however, there was dehiscence in 50% of animals and membrane exposure in five out of six animals in the treated group. Clinical attachment level showed no difference between groups. Radiographs showed radiopacity equal to the alveolar bone in both groups. The microtomography revealed that the control group had higher bone volume in the defect compared to the treated group; however, the furcation was not filled by new alveolar bone in any animal. Histological analysis revealed that junctional epithelium invasion was lighter in the control group. New bone was only observed in the apical edge of the defect in both groups. Although the composite is biocompatible and able to keep the space of the defect, it did not promote periodontal tissue regeneration within 60 days of observation.(AU)

O objetivo do presente trabalho foi avaliar a utilização de membrana moldável constituída por hidroxiapatita (60%) e policaprolactona (40%) como tratamento da doença periodontal, induzida experimentalmente em cães. Um defeito ósseo de dimensões padronizadas foi realizado entre as raízes do terceiro e do quarto pré-molares de 12 cães para indução da doença periodontal. Todos os cães receberam tratamento padrão para doença periodontal, e seis desses animais foram tratados também com a aplicação da membrana sobre o defeito. Os animais foram acompanhados clinicamente durante o experimento. Radiografias foram realizadas no pós-operatório e aos 60 dias após o início do tratamento. O nível clínico de inserção também foi avaliado nesses momentos. Aos 60 dias, a amostra dental de todos os animais contendo o dente, o defeito e os tecidos periodontais foi coletada, fixada em formol e analisada por microtomografia e histologia. Durante o período experimental, os animais não apresentaram dor e secreção purulenta, entretanto houve deiscência em 50% dos animais e exposição de membrana em cinco dos seis animais do grupo tratado. Nível clínico de inserção não apresentou diferença entre os grupos. As imagens radiográficas mostraram radiopacidade igual ao osso alveolar em ambos os grupos. A microtomografia revelou que o grupo controle apresentou maior volume ósseo no defeito em relação ao grupo tratado, no entanto, em todos os animais, a região de furca não foi preenchida por novo osso alveolar. A análise histológica revelou que a invasão por epitélio juncional foi mais discreta no grupo controle. Osso novo foi apenas observado na borda apical do defeito em ambos os grupos. Embora o compósito seja biocompatível e tenha sido capaz de manter o espaço do defeito, ele não promoveu a regeneração dos tecidos periodontais no período de 60 dias de observação.(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.