Regeneração óssea induzida por scaffold β-TCP/S53P4 produzido por gel casting: estudo in vitro e in vivo - Amaral, Suelen Simões [Unesp] (2021)
Os materiais biocerâmicos são promissores em cirurgias de substituição óssea, tanto para aplicações odontológicas quanto ortopédicas. Estes materiais apresentam excelente compatibilidade biológica, osteocondutividade, degradação, além de exibirem atividade antimicrobiana. Neste presente trabalho, o objetivo foi avaliar in vitro a efetividade de scaffolds β-fosfato tricálcico (β-TCP) incorporado com biovidro (S53P4), produzidos por meio do processo de gel casting, na atividade celular, diferenciação osteoblástica e ação antibacteriana sobre biofilmes monotípicos, e avaliar in vivo seu efeito sobre a neoformação óssea. Os scaffolds foram confeccionados com diferentes materiais: a) β-TCP; b) β-TCP incorporado com biovidro. Na etapa in vitro, foram realizados os testes de MTT, proteína total, atividade de fosfatase alcalina, nódulos de mineralização, interação celular e expressão dos genes relacionados à osteogênese por RT-PCR. Na etapa in vivo, dois scaffolds de cada biomaterial foram implantados nas tíbias direita e esquerda de coelhos. Após 21 dias, os animais foram eutanasiados e a neoformação óssea foi avaliada por meio de análise histológica e análise histomorfométrica. Por fim, avaliou a formação de biofilmes em cepas de Candida albicans, Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus. Os resultados in vitro, mostraram que os scaffolds β-TCP/S53P4 não apresentaram efeito citotóxico e permitiram a interação de células de aspecto alongado sobre os scaffolds. Na avaliação da proteína total os scaffolds β-TCP/S53P4 apresentaram valores mais altos, sendo significativamente maior em comparação ao β-TCP (p<0,05) no período de 7 dias. Na atividade de fosfatase alcalina, os scaffolds foram semelhantes estatisticamente (p>0,05). Na quantificação de nódulos de mineralização, os scaffolds β-TCP/S53P4 expressaram maior quantidade de nódulos de mineralização com diferença estatística significativa (p<0,05) com os scaffolds β-TCP. No período de 7 dias, os genes osteopontina (Osp), fator relacionado ao Runt (Runx2), osteocalcina (Bglap), fator estimulador de colônias de macrófagos (M-csf), prostaglandina E2 (PgE2), osteonectina (Osn) e fator de crescimento de transformador Beta (Tgf-β1) foram expressos em todos os scaffolds, sem diferença estatística entre os grupos (p>0,05). Contudo a expressão de integrina β1 (Itg β1) no scaffold β-TCP foi maior do que no scaffold β-TCP/S53P4, diferindo estatisticamente (p<0,05), houve maior expressão de colágeno I (Col-1) em β-TCP/S53P4 com diferença estatística (p<0,05). Os defeitos preenchidos por β-TCP/S53P4 tiveram maior formação e preenchimento por tecido ósseo neoformado (p<0,05) conforme a análise histomorfométrica. β-TCP/S53P4 inibiu o crescimento bacteriano e fúngico em comparação ao β-TCP (p<0,05). Desse modo, os resultados confirmam a capacidade osteogênica da cerâmica β-TCP e sugere que após a incorporação do biovidro S53P4, pode reduzir infecções microbianas. O novo biomaterial demonstrou-se um excelente material para aplicação na engenharia de tecido ósseo.