Efeito do scaffold de biosilicato®/espongina no reparo de defeitos em tíbias de ratos
Data
2019-08-15
Autores
Fermino, Bianca Priscilla Dorileo 
Orientadores
Renno, Ana Claudia Muniz
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
Bone repair is a highly complex process that includes the interaction of a series of biological events to restore tissue integrity. Nevertheless, some situations may result in delayed consolidation and even nonunion (SENA et al., 2005; MARSELL; EINHORN, 2010). This scenario has required the development of new therapeutic practices, such as the manufacture of composites that unite the properties of two or more materials, mainly due to the possibility they offer to mimic bone tissue (SIQUEIRA; ZANOTTO, 2011). Thus, the combination of Biosilicate® (BS) (which would represent the inorganic part of bone tissue) with an organic component, such as spongin (ESP) from marine sponges, could represent a therapy with increased osteogenic potential. Given the above, the objective of the present study was to evaluate the effect of the Biosilicate® Spongine (BS/ESP) scaffold on the repair process of induced bone defects in rat tibias. In this study, 30 rats allocated to the following experimental groups were used: CG (control); BS; and BS/ESP. The animals were submitted to the surgical procedure to perform the tibial bone defect and received the respective materials. After 15 days, the animals were euthanized and the samples collected for histopathological, morphometric – where three variables were investigated: ratio of neoformed bone tissue volume (BV) to defect volume (TV), (BV/TV), %), values for the number of osteoblasts per tissue area (N.Ob/T.Ar, mm2) and representation for the osteoblast surface as a percentage of bone surface (Ob.S/BS, %) – and immunohistochemistry analysis, which was performed qualitatively and semiquantitatively for RankL (activator of nuclear factor kappa-B ligand) and Runx2 (runt-related transcription factor-2) factors. Histopathological analysis indicated the presence of granulation tissue and few inflammatory cells at the bone defect site for all groups. Furthermore, there was a prevalence of bone trabeculae in the periphery of the defect for the biomaterials groups and signs suggestive of BS and BS/ESP degradation in the center of the bone defect. Regarding the morphometric analysis, no statistically significant difference was observed in any of the analyzed variables. Regarding qualitative immunohistochemical analysis, RankL immunostaining for CG was predominant in granulation tissue, osteocytes and bone marrow. For BS and BS/ESP, this immunostaining was more evident in granulation tissue and newly formed bone. Immunostaining for Runx2, on the other hand, was observed in all experimental groups in granulation tissue and newly formed bone. And for quantitative immunohistochemical analysis no statistically significant differences were observed between the studied groups for RankL and Runx2. It was concluded that the BS and BS/ESP scaffolds allowed the growth of bone trabeculae mainly at the edges of the defect. In addition, both materials showed a positive immunostaining for RankL and Runx2, mainly in granulation tissue and newly formed bone.
O reparo ósseo é um processo altamente complexo, que inclui a interação de uma série de eventos biológicos até a restauração da integridade do tecido. Apesar disso, algumas situações podem resultar no atraso da consolidação e, até mesmo, na não união óssea (SENA et al., 2005; MARSELL; EINHORN, 2010). Este cenário tem exigido o desenvolvimento de novas práticas terapêuticas, como a fabricação de compósitos que unem as propriedades de dois ou mais materiais, principalmente pela possibilidade que oferecem em mimetizar o tecido ósseo (SIQUEIRA; ZANOTTO, 2011). Desta forma, a associação do Biosilicato® (BS) (que representaria a parte inorgânica do tecido ósseo) com um componente orgânico, como a espongina (ESP) proveniente das esponjas marinhas, poderia representar uma terapêutica com potencial osteogênico aumentado. Diante do exposto, o objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito do scaffold de Biosilicato®/Espongina (BS/ESP) no processo de reparo de defeitos ósseos induzidos em tíbias de ratos. Neste estudo, foram utilizados 30 ratos alocados nos seguintes grupos experimentais: GC (controle); BS; e BS/ESP. Os animais foram submetidos ao procedimento cirúrgico para realização do defeito ósseo em tíbia e receberam os respectivos materiais. Após o período de 15 dias, os animais foram eutanasiados e as amostras coletadas para as análises histopatológica, morfométrica – onde foram investigadas três variáveis: relação do volume de tecido ósseo neoformado (BV) pelo volume do defeito (TV), (BV/TV, %), valores referentes ao número de osteoblastos por área tecidual (N.Ob/T.Ar, mm2) e representação referente à superfície de osteoblastos em porcentagem da superfície óssea (Ob.S/BS,%) – e imunoistoquímica, sendo esta última realizada de forma qualitativa e semi-quantitativa para os fatores RankL (ligante do receptor ativador do fator nuclear kappa B) e Runx2 (fator de transcrição relacionado à Runt do tipo 2). A análise histopatológica apontou a presença de tecido de granulação e poucas células inflamatórias no local do defeito ósseo para todos os grupos. Ainda, foi observado prevalência de trabéculas ósseas na periferia do defeito para os grupos de biomateriais e sinais sugestivos de degradação de BS e BS/ESP no centro do defeito ósseo. Já em relação a análise morfométrica, não foi observada diferença estatística significativa em nenhuma das variáveis analisadas. Quanto à análise imunoistoquímica qualitativa a imunomarcação de RankL para o GC foi predominante no tecido de granulação, osteócitos e medula óssea. Já para BS e BS/ESP, essa imunomarcação foi mais evidenciada no tecido de granulação e osso neoformado. A imunomarcação para o Runx2, por outro lado, foi observada em todos os grupos experimentais no tecido de granulação e no osso neoformado. E para análise imunoistoquímica quantitativa para RankL e Runx2 não foram observadas diferenças estatísticas significantes entre os grupos estudados. Conclui-se que os scaffolds de BS e BS/ESP possibilitaram o crescimento de trabéculas ósseas principalmente nas bordas do defeito. Além disso, ambos materiais apresentaram uma imunomarcação positiva para RankL e Runx2, principalmente no tecido de granulação e osso neoformado.
O reparo ósseo é um processo altamente complexo, que inclui a interação de uma série de eventos biológicos até a restauração da integridade do tecido. Apesar disso, algumas situações podem resultar no atraso da consolidação e, até mesmo, na não união óssea (SENA et al., 2005; MARSELL; EINHORN, 2010). Este cenário tem exigido o desenvolvimento de novas práticas terapêuticas, como a fabricação de compósitos que unem as propriedades de dois ou mais materiais, principalmente pela possibilidade que oferecem em mimetizar o tecido ósseo (SIQUEIRA; ZANOTTO, 2011). Desta forma, a associação do Biosilicato® (BS) (que representaria a parte inorgânica do tecido ósseo) com um componente orgânico, como a espongina (ESP) proveniente das esponjas marinhas, poderia representar uma terapêutica com potencial osteogênico aumentado. Diante do exposto, o objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito do scaffold de Biosilicato®/Espongina (BS/ESP) no processo de reparo de defeitos ósseos induzidos em tíbias de ratos. Neste estudo, foram utilizados 30 ratos alocados nos seguintes grupos experimentais: GC (controle); BS; e BS/ESP. Os animais foram submetidos ao procedimento cirúrgico para realização do defeito ósseo em tíbia e receberam os respectivos materiais. Após o período de 15 dias, os animais foram eutanasiados e as amostras coletadas para as análises histopatológica, morfométrica – onde foram investigadas três variáveis: relação do volume de tecido ósseo neoformado (BV) pelo volume do defeito (TV), (BV/TV, %), valores referentes ao número de osteoblastos por área tecidual (N.Ob/T.Ar, mm2) e representação referente à superfície de osteoblastos em porcentagem da superfície óssea (Ob.S/BS,%) – e imunoistoquímica, sendo esta última realizada de forma qualitativa e semi-quantitativa para os fatores RankL (ligante do receptor ativador do fator nuclear kappa B) e Runx2 (fator de transcrição relacionado à Runt do tipo 2). A análise histopatológica apontou a presença de tecido de granulação e poucas células inflamatórias no local do defeito ósseo para todos os grupos. Ainda, foi observado prevalência de trabéculas ósseas na periferia do defeito para os grupos de biomateriais e sinais sugestivos de degradação de BS e BS/ESP no centro do defeito ósseo. Já em relação a análise morfométrica, não foi observada diferença estatística significativa em nenhuma das variáveis analisadas. Quanto à análise imunoistoquímica qualitativa a imunomarcação de RankL para o GC foi predominante no tecido de granulação, osteócitos e medula óssea. Já para BS e BS/ESP, essa imunomarcação foi mais evidenciada no tecido de granulação e osso neoformado. A imunomarcação para o Runx2, por outro lado, foi observada em todos os grupos experimentais no tecido de granulação e no osso neoformado. E para análise imunoistoquímica quantitativa para RankL e Runx2 não foram observadas diferenças estatísticas significantes entre os grupos estudados. Conclui-se que os scaffolds de BS e BS/ESP possibilitaram o crescimento de trabéculas ósseas principalmente nas bordas do defeito. Além disso, ambos materiais apresentaram uma imunomarcação positiva para RankL e Runx2, principalmente no tecido de granulação e osso neoformado.