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Title: Avaliação in vivo do reparo ósseo da hidroxiapatita carbonatada com múltiplas catiônicas
Authors: Pesce, Giovanna
metadata.dc.contributor.advisor: Maia, José de Albuquerque Calasans
metadata.dc.contributor.advisorco: Maia, Mônica Diuana Calasans
Issue Date: 2018
Abstract: As cerâmicas de fosfato de cálcio formam um grupo de materiais que têm sido amplamente utilizado na regeneração óssea particularmente a hidroxiapatita (HA), devido à sua biocompatibilidade e semelhança com o principal componente da fase mineral do tecido ósseo. Todavia, a apatita biológica presente no tecido ósseo é constituída por partículas de dimensões nanométricas, contém substituições catiônicas e aniônicas e apresenta baixa cristalinidade, o que a difere da HA estequiométrica, que possui alta cristalinidade e baixa taxa de absorção, fatores que limitam sua utilização. Assim, pesquisadores têm realizado substituições iônicas na composição da HA com objetivo de mimetizar a apatita biológica e melhorar suas características físico-químicas. Dentre os diferentes íons utilizados nestas técnicas, destaca-se o estrôncio, magnésio, zinco e ferro devido à capacidade de estimular a atividade osteoblástica, bem como, reduzir a atividade osteoclástica. A substituição de um grupamento fosfato pelo carbonato é outro tipo de substituição que tem sido utilizado nos últimos anos, pois a hidroxiapatita carbonatada (cHA) apresenta baixa cristalinidade e alta solubilidade, o que, também favorece a regeneração óssea. Diante do exposto, o objetivo deste estudo foi avaliar o potencial osteogênico de microesferas de hidroxiapatita carbonatada nanoestruturada contendo 5% de estrôncio, 5% de zinco, 5% de magnésio, 1% de ferro e 5% de manganês, após a implantação em defeito de tamanho crítico na calvária de ratos Wistar. Foram utilizados 30 ratos Wistar divididos, aleatoriamente, em dois grupos experimentais: 1) cHA – 37°C (controle); 2) cHAM – 37°C (grupo hidroxiapatita carbonatada nanoestruturada contendo metais). Os animais foram eutanasiados após 1, 3 e 6 meses e as amostras foram processadas histologicamente para análise histomorfométrica quanto à presença de biomaterial residual, osso neoformado e tecido conjuntivo. As médias encontradas foram analisadas estatisticamente pela Análise D'Agostino & Pearson, Outliers foram removidos utilizando a equação de Rout com valor de Q=1%. Após foi realizado o teste de Kruskal-Wallis e pós-teste de múltiplas comparações de Dunn, considerando significativas diferenças para p<0,05. O grupo cHA com metais apresentou nos 3 períodos experimentais estudados menos osso neoformado quando comparado ao grupo controle (p<0,05) e com relação a presença de biomaterial residual o grupo cHAm foi menos bioabsorvido aos 1 e 3 meses (p<0,05) e ambos os grupos sem diferenças estatísticas após 6 meses de implantação. Os biomateriais estudados foram compatíveis, osteocondutores, porém a adição (dopagem) com múltiplos metais não aumentou quantitativamente o osso neoformado.
metadata.dc.description.abstractother: In recent decades, researchers from the bone tissue bioengineering area have applied scientific, interdisciplinary and multidisciplinary expertise to develop new materials capable of acting as three-dimensional scaffolds to allow cell migration, angiogenesis, deposition of new extracellular matrix mineralization and regeneration of bone tissue, both in localized bone loss as in extensive injuries. These biomaterials can be from natural or synthetic origin. Among the latter, calcium phosphate ceramics are a group of materials which have been widely used in bone and tooth regenerative techniques, particularly hydroxyapatite (HA) due to its biocompatibility and similarity with the main component of the mineral phase of bone tissue. However, the biological apatite presents in the bone tissue is made up of particles of nanometric dimensions, contains cationic and anionic substitutions and have low crystallinity, which differs from the HA stoichiometric, which has high crystallinity and low absorption rate, the factors that limit their use. Thus, researchers have conducted ionic substitutions in HA composition in order to mimic the biological apatite and improve its physical and chemical characteristics. Among the different ions used in these techniques, there is strontium, magnesium, zinc, iron and manganese because of the ability to stimulate osteoblastic activity, as well as reduce osteoclast activity. The substitution of a phosphate grouping by carbonate is another type of replacement, which has been used in recent years to create carbonated hydroxyapatite (CHA) that has low crystallinity, and high solubility, which also promotes bone regeneration. Given the above, the objective of this study was to evaluate the osteogenic potential of nanostructure carbonated hydroxyapatite microspheres containing 5% strontium, 5% zinc, 5% magnesium, 1% iron and 5% manganese, after implantation in critical size defects in Wistar rats calvaria. For this study, it was used 45 Wistar rats which was assigned to the experimental model of implantation in rat calvaria. This model was divided randomly into three groups: 1) cHA - 37°C (carbonated hydroxyapatite); 2) CHAM 37°C (metal-containing carbonated hydroxyapatite) and 3) Group clot. In this model rats were euthanized after 1, 3 and 6 months. Subsequently, the samples were embedded in paraffin, cut with a thickness of 5μm and stained with hematoxylin and eosin (HE) and by Masson's trichrome (TM) to be analyzed by histomorphometric, light microscopy and electronic, for the presence of residual biomaterial, newly formed bone and connective tissue. The averages found were analyzed statistically by the D'Agostino & Pearson Analysis, Outliers were removed using the Rout equation with a value of Q = 1%. After the Kruskal-Wallis test and post-test of multiple Dunn's comparisons, significant differences were observed for p <0.05.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/11496
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