Evaluation of the cytocompatibility of mixed bovine bone

ABSTRACT

Treatment of bovine bone with peroxides and chaotropic agents aims to obtain an acellular bone matrix that is able to maintain the collagen-apatite complex and a higher mechanical resistance, a mixed biomaterial hereby named mixed bovine bone (MBB). The purpose of this study was to evaluate the cytocompatibility of MBB and cell-MBB interaction. Cell morphology, number of viable cells, ability to reduce methyltetrazolium and to incorporate neutral red upon exposure to different concentrations of the hydrosoluble extract of MBB were assessed in Balb-c 3T3 cells according to ISO 10993-5 standard. The interaction between cells and MBB surface was evaluated by scanning electron microscopy. The water-soluble MBB extracts were cytotoxic and led to cell death possibly due to its effect on mitochondrial function and membrane permeability. Cells plated directly onto the MBB did not survive, although after dialysis and material conditioning in DMEM + 10 percent FCS, the cells adhered and proliferated onto the material. It may be concluded that, in vitro, water-soluble MBB extracts were cytotoxic. Nevertheless, MBB cytotoxic effect was reverted by dialysis resulting in a material that is suitable for cell based-therapy in the bioengineering field.

RESUMO

O tratamento do osso bovino com peróxidos e agentes caotrópicos visa à obtenção de uma matriz óssea acelular, com manutenção do complexo colágeno-apatita e maior resistência mecânica, denominada osso bovino misto (OBM). O objetivo desse estudo foi avaliar a citocompatitiblidade do osso bovino misto e a interação célula-OBM. Células Balb-c 3T3 foram tratadas com diferentes concentrações do extrato hidrossolúvel do OBM (0,1g por mililitro de meio de cultura sem soro). Foram avaliadas a morfologia e número de células, a capacidade de redução do metil tetrazol e a incorporação de vermelho neutro, de acordo com o padrão ISO 10993-5. A interação células-OBM foi estudada por microscopia eletrônica de varredura. Os extratos hidrosolúveis do OBM levaram à morte celular, possivelmente devido à redução da função mitocondrial e aumento da permeabilidade de membrana. Células plaqueadas diretamente sobre o OBM não sobreviveram. Entretanto, após diálise e condicionamento com DMEM +10 por cento de soro fetal bovino, as células aderiram e proliferaram sobre o material. Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que o OBM é citotóxico. A citotoxicidade foi revertida por diálise resultando em um material adequado para terapia celular no campo da bioengenharia.