Regeneração óssea com biomateriais sintéticos e compostos à base de fibrina: uma abordagem dupla por revisão sistemática e análise experimental
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/25/25149/tde-24032026-160226/ |
Resumo: | A regeneração óssea é um dos principais desafios da medicina regenerativa, especialmente nas áreas da ortopedia e odontologia, onde defeitos ósseos decorrentes de traumas, infecções ou anomalias congênitas frequentemente exigem estratégias terapêuticas avançadas. Biomateriais sintéticos como a hidroxiapatita (HA) e o fosfato tricálcico (-TCP), quando associados a derivados de fibrina, têm demonstrado resultados promissores na promoção da cicatrização óssea, devido às suas propriedades osteocondutivas, biocompatibilidade e capacidade de suporte à adesão e diferenciação celular. Esta tese de doutorado integra os achados de uma revisão sistemática e de um estudo pré-clínico in vivo para avaliar o potencial regenerativo desses biomateriais, isoladamente e em combinação com a fotobiomodulação (PBM). A revisão sistemática analisou 21 estudos selecionados de um total de 67, focando no uso de biomateriais sintéticos associados a selantes de fibrina e fibrina rica em plaquetas (PRF). Os resultados destacaram os efeitos sinérgicos dessas combinações na regeneração óssea, no suporte estrutural ao crescimento celular e nos benefícios antimicrobianos que ampliam sua aplicabilidade clínica. Complementando a revisão, o estudo in vivo envolveu 30 ratos machos com defeitos ósseos cranianos induzidos cirurgicamente. Os animais foram divididos em três grupos: biomaterial isolado (BG), biomaterial com biopolímero de fibrina heteróloga (BBG) e biomaterial com biopolímero de fibrina associado à PBM (BBPG). Os defeitos foram tratados conforme cada grupo, e o grupo BBPG recebeu terapia com laser infravermelho (830 nm) no pós-operatório imediato e três vezes por semana. Foram realizadas análises microtomográficas, histomorfológicas, histomorfométricas e de birrefringência das fibras colágenas. Os resultados demonstraram crescimento ósseo centrípeto em todos os grupos, com formação óssea significativamente maior no grupo BBPG (26,64 ± 2,15%) em comparação aos grupos BBG (20,05 ± 1,70%) e BG (14,85 ± 1,63%) aos 42 dias. A maturação das fibras colágenas foi evidenciada pela transição de cores na birrefringência, indicando melhor organização tecidual ao longo do tempo. A combinação dos biomateriais com biopolímero de fibrina e PBM acelerou a transição de osso trabecular imaturo para osso lamelar maduro, sugerindo resultados regenerativos superiores. Conclui-se que a integração de biomateriais sintéticos com derivados de fibrina, especialmente quando associada à fotobiomodulação, representa uma estratégia eficaz para a reparação de defeitos ósseos. Esses achados reforçam o potencial translacional dessa abordagem para aplicações clínicas na medicina regenerativa, justificando novos estudos para otimização dos protocolos e ampliação do uso terapêutico. |
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Regeneração óssea com biomateriais sintéticos e compostos à base de fibrina: uma abordagem dupla por revisão sistemática e análise experimentalBone regeneration with synthetic biomaterials and fibrin-based composites: a dual approach through review and experimental analysisBiocompatible materialsFibrinFibrinaLow-level light therapyMateriais biocompatíveisTerapia com luz de baixa intensidadeA regeneração óssea é um dos principais desafios da medicina regenerativa, especialmente nas áreas da ortopedia e odontologia, onde defeitos ósseos decorrentes de traumas, infecções ou anomalias congênitas frequentemente exigem estratégias terapêuticas avançadas. Biomateriais sintéticos como a hidroxiapatita (HA) e o fosfato tricálcico (-TCP), quando associados a derivados de fibrina, têm demonstrado resultados promissores na promoção da cicatrização óssea, devido às suas propriedades osteocondutivas, biocompatibilidade e capacidade de suporte à adesão e diferenciação celular. Esta tese de doutorado integra os achados de uma revisão sistemática e de um estudo pré-clínico in vivo para avaliar o potencial regenerativo desses biomateriais, isoladamente e em combinação com a fotobiomodulação (PBM). A revisão sistemática analisou 21 estudos selecionados de um total de 67, focando no uso de biomateriais sintéticos associados a selantes de fibrina e fibrina rica em plaquetas (PRF). Os resultados destacaram os efeitos sinérgicos dessas combinações na regeneração óssea, no suporte estrutural ao crescimento celular e nos benefícios antimicrobianos que ampliam sua aplicabilidade clínica. Complementando a revisão, o estudo in vivo envolveu 30 ratos machos com defeitos ósseos cranianos induzidos cirurgicamente. Os animais foram divididos em três grupos: biomaterial isolado (BG), biomaterial com biopolímero de fibrina heteróloga (BBG) e biomaterial com biopolímero de fibrina associado à PBM (BBPG). Os defeitos foram tratados conforme cada grupo, e o grupo BBPG recebeu terapia com laser infravermelho (830 nm) no pós-operatório imediato e três vezes por semana. Foram realizadas análises microtomográficas, histomorfológicas, histomorfométricas e de birrefringência das fibras colágenas. Os resultados demonstraram crescimento ósseo centrípeto em todos os grupos, com formação óssea significativamente maior no grupo BBPG (26,64 ± 2,15%) em comparação aos grupos BBG (20,05 ± 1,70%) e BG (14,85 ± 1,63%) aos 42 dias. A maturação das fibras colágenas foi evidenciada pela transição de cores na birrefringência, indicando melhor organização tecidual ao longo do tempo. A combinação dos biomateriais com biopolímero de fibrina e PBM acelerou a transição de osso trabecular imaturo para osso lamelar maduro, sugerindo resultados regenerativos superiores. Conclui-se que a integração de biomateriais sintéticos com derivados de fibrina, especialmente quando associada à fotobiomodulação, representa uma estratégia eficaz para a reparação de defeitos ósseos. Esses achados reforçam o potencial translacional dessa abordagem para aplicações clínicas na medicina regenerativa, justificando novos estudos para otimização dos protocolos e ampliação do uso terapêutico.Bone regeneration is a key challenge in regenerative medicine, particularly in the fields of orthopedics and dentistry, where bone defects resulting from trauma, infection, or congenital anomalies often require advanced therapeutic strategies. Synthetic biomaterials such as hydroxyapatite (HA) and -tricalcium phosphate (-TCP), when combined with fibrin derivatives, have shown promising results in enhancing bone healing due to their osteoconductive properties, biocompatibility, and ability to support cellular adhesion and differentiation. This doctoral thesis integrates findings from a systematic review and a preclinical in vivo study to evaluate the regenerative potential of these biomaterials, both alone and in combination with photobiomodulation (PBM). The systematic review analyzed 21 studies selected from an initial pool of 67, focusing on the use of synthetic biomaterials associated with fibrin sealants and platelet-rich fibrin (PRF). The review highlighted the synergistic effects of these combinations in promoting bone regeneration, improving structural support for cell growth, and offering antimicrobial benefits that enhance clinical applicability. Complementing the review, the in vivo study involved 30 male rats with surgically induced cranial bone defects. The animals were divided into three groups: biomaterial alone (BG), biomaterial with heterologous fibrin biopolymer (BBG), and biomaterial with fibrin biopolymer plus PBM (BBPG). The defects were treated accordingly, and the BBPG group received infrared laser therapy (830 nm) immediately postoperatively and three times per week. Microtomographic, histomorphological, histomorphometric, and birefringence analyses were conducted to assess bone formation and collagen fiber organization. Results demonstrated progressive centripetal bone growth in all groups, with the BBPG group showing significantly greater new bone formation (26.64 ± 2.15%) compared to BBG (20.05 ± 1.70%) and BG (14.85 ± 1.63%) at 42 days. Collagen fiber maturation was evidenced by birefringence color transitions, indicating improved tissue organization over time. The combination of biomaterials, fibrin biopolymer, and PBM accelerated the transition from immature trabecular bone to mature lamellar bone, suggesting enhanced regenerative outcomes. In conclusion, the integration of synthetic biomaterials with fibrin derivatives, particularly when combined with photobiomodulation, offers a potent strategy for bone defect repair. These findings support the translational potential of this approach for clinical applications in regenerative medicine, warranting further investigation to optimize protocols and expand therapeutic use.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPBuchaim, Rogério LeonePagani, Bruna Trazzi2025-11-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/25/25149/tde-24032026-160226/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPReter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-03-25T18:15:02Zoai:teses.usp.br:tde-24032026-160226Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-03-25T18:15:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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A regeneração óssea é um dos principais desafios da medicina regenerativa, especialmente nas áreas da ortopedia e odontologia, onde defeitos ósseos decorrentes de traumas, infecções ou anomalias congênitas frequentemente exigem estratégias terapêuticas avançadas. Biomateriais sintéticos como a hidroxiapatita (HA) e o fosfato tricálcico (-TCP), quando associados a derivados de fibrina, têm demonstrado resultados promissores na promoção da cicatrização óssea, devido às suas propriedades osteocondutivas, biocompatibilidade e capacidade de suporte à adesão e diferenciação celular. Esta tese de doutorado integra os achados de uma revisão sistemática e de um estudo pré-clínico in vivo para avaliar o potencial regenerativo desses biomateriais, isoladamente e em combinação com a fotobiomodulação (PBM). A revisão sistemática analisou 21 estudos selecionados de um total de 67, focando no uso de biomateriais sintéticos associados a selantes de fibrina e fibrina rica em plaquetas (PRF). Os resultados destacaram os efeitos sinérgicos dessas combinações na regeneração óssea, no suporte estrutural ao crescimento celular e nos benefícios antimicrobianos que ampliam sua aplicabilidade clínica. Complementando a revisão, o estudo in vivo envolveu 30 ratos machos com defeitos ósseos cranianos induzidos cirurgicamente. Os animais foram divididos em três grupos: biomaterial isolado (BG), biomaterial com biopolímero de fibrina heteróloga (BBG) e biomaterial com biopolímero de fibrina associado à PBM (BBPG). Os defeitos foram tratados conforme cada grupo, e o grupo BBPG recebeu terapia com laser infravermelho (830 nm) no pós-operatório imediato e três vezes por semana. Foram realizadas análises microtomográficas, histomorfológicas, histomorfométricas e de birrefringência das fibras colágenas. Os resultados demonstraram crescimento ósseo centrípeto em todos os grupos, com formação óssea significativamente maior no grupo BBPG (26,64 ± 2,15%) em comparação aos grupos BBG (20,05 ± 1,70%) e BG (14,85 ± 1,63%) aos 42 dias. A maturação das fibras colágenas foi evidenciada pela transição de cores na birrefringência, indicando melhor organização tecidual ao longo do tempo. A combinação dos biomateriais com biopolímero de fibrina e PBM acelerou a transição de osso trabecular imaturo para osso lamelar maduro, sugerindo resultados regenerativos superiores. Conclui-se que a integração de biomateriais sintéticos com derivados de fibrina, especialmente quando associada à fotobiomodulação, representa uma estratégia eficaz para a reparação de defeitos ósseos. Esses achados reforçam o potencial translacional dessa abordagem para aplicações clínicas na medicina regenerativa, justificando novos estudos para otimização dos protocolos e ampliação do uso terapêutico. |
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