Impacto da temperatura de síntese na biocompatibilidade e bioabsorção de hidroxiapatitas carbonatadas nanoestruturadas

Abstract

A hidroxiapatita (HA) é um dos materiais mais utilizados internacionalmente em aplicações médicas envolvendo a substituição/regeneração óssea e dentária e, mais recentemente, em terapias celulares, devido às suas propriedades de biocompatibilidade e bioatividade. Contudo, sua utilização pelo Sistema Único de Saúde foi descontinuada em função de sua baixa bioabsorção. A hidroxiapatita carbonatada (cHA) foi desenvolvida com o objetivo de melhorar as propriedades de dissolução da HA em fluidos corporais e ampliar sua capacidade terapêutica pela modificação de sua composição química. O objetivo deste trabalho foi avaliar a biocompatibilidade e bioabsorção das cHAs sintetizadas a 5°C, 37°C e 90°C, não sinterizadas, comparadas à HA estequiométrica sintetizada a 90°C e sinterizada. Os materiais foram caracterizados utilizando a Difração de Raio X (DRX), a Espectroscopia Vibracional no Infra Vermelho por Transformada de Fourier (EVIVTF) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A citotoxicidade dos diferentes biomateriais foi mensurada através da atividade mitocondrial (redução do XTT) e integridade da membrana celular (incorporação de Vermelho Neutro) utilizando préosteoblastos murinos MC3T3-E1 tratados com meio condicionado pelos diferentes biomateriais. Camundongos Balb/C (n=75) foram distribuídos aleatoriamente em 5 grupos experimentais. Após a anestesia, tricotomia e antissepsia, realizou-se uma incisão de 10 mm no dorso dos camundongos para implantação subcutânea de esferas dos biomateriais processados nas temperaturas de 5ºC (Grupo 1), 37ºC (Grupo 2), 90°C (Grupo 3), HA 90°C/sinterizada (Grupo 4) e nenhuma implantação (Grupo 5, sham) seguido de sutura. Nos períodos experimentais de 1, 3 e 9 semanas, os animais foram submetidos a eutanásia, as amostras foram coletadas e processadas para inclusão em parafina e coradas com hematoxilina e eosina para avaliação descritiva e semiquantitativa do efeito biológico dos biomateriais no tecido subcutâneo segundo a norma ISO 10993-6:2007. Mastócitos foram identificados por coloração com azul de toluidina e quantificados. Os difratogramas das cHAs evidenciaram picos correspondentes ao de uma HA padrão, mas notou-se alargamento da base dos picos, sugerindo aumento do grau de dissolução dos biomateriais. As análises em EVIVTF confirmaram a presença de carbonato e água nas cHAs testadas. As micrografias eletrônicas de varredura exibiram diferentes morfologias das cHAs possivelmente relacionadas ao método de gotejamento durante a síntese além de diferenças na superfície quando comparadas com a HA estequiométrica. Todos os materiais avaliados foram atóxicos nos ensaios in vitro. In vivo, a macroscopia do tecido reacional dos grupos das cHAs apresentaram sinais de maior bioabsorção; a análise histológica do efeito biológico local após implantação demonstra que as cHAs e HA foram, respectivamente, levemente e moderadamente irritantes. A densidade de mastócitos para a HA 90°C aumentou significativamente em relação ao grupo sham e no grupo cHA 37°C, houve diminuição tempo dependente da densidade de mastócitos (p<0,05). Foi possível concluir que as cHAs estudadas mostraram-se biocompatívies e bioabsorvíveis, principalmente as sintetizadas em 5°C e 37°C, apontando esses materiais como potenciais substitutos à HA estequiométrica em aplicações biomédicas regenerativas