Bone response to biosilicates® with different crystal phases

The aim of this study was to investigate the histological and histomorphometrical bone response to three Biosilicates with different crystal phases comparing them to Bioglass®45S5 implants used as control. Ceramic glass Biosilicate and Bioglass®45S5 implants were bilaterally inserted in rabbit femurs and harvested after 8 and 12 weeks. Histological examination did not revealed persistent inflammation or foreign body reaction at implantation sites. Bone and a layer of soft tissue were observed in close contact with the implant surfaces in the medullary canal. The connective tissue presented few elongated cells and collagen fibers located parallel to implant surface. Cortical portion after 8 weeks was the only area that demonstrated significant difference between all tested materials, with Biosilicate 1F and Biosilicate 2F presenting higher bone formation than Bioglass®45S5 and Biosilicate® vitreo (p=0.02). All other areas and periods were statistically non-significant (p>0.05). In conclusion, all tested materials were considered biocompatible, demonstrating surface bone formation and a satisfactory behavior at biological environment.

Repair of critical-size defects with autogenous periosteum-derived cells combined with bovine anorganic apatite/collagen: an experimental study in rat calvaria

The aim of this study was to evaluate the bone repair using autogenous periosteum-derived cells (PDC) and bovine anorganic apatite and collagen (HA-COL). PDC from Wistar rats (n=10) were seeded on HA-COL discs and subjected to osteoinduction during 6 days. Critical-size defects in rat calvarias were treated with blood clot (G1), autogenous bone (G2), HA-COL (G3) and HA-COL combined with PDC (G4) (n=40), and then analyzed 1 and 3 months after surgeries. Radiographic analysis exhibited no significant temporal change. G1 and G2 had discrete new marginal bone, but the radiopacity of graft materials in G2, G3 and G4 impaired the detection of osteogenesis. At 3 months, histopathological analysis showed the presence of ossification islets in G1, which was more evident in G2, homogeneous new bone around HA-COL in G3 and heterogeneous new bone around HA-COL in G4 in addition to moderate presence of foreign body cells in G3 and G4. Histomorphometric analysis showed no change in the volume density of xenograft (p>0.05) and bone volume density in G2 was twice greater than in G1 and G4 after 3 months (p<0.05), but similar to G3. The PDC did not increase bone formation in vivo, although the biomaterial alone showed biocompatibility and osteoconduction capacity.

COL18A1 is highly expressed during human adipocyte differentiation and the SNP c.1136C > T in its "frizzled" motif is associated with obesity in diabetes type 2 patients

Collagen XVIII can generate two fragments, NC11-728 containing a frizzled motif which possibly acts in Wnt signaling and Endostatin, which is cleaved from the NC1 and is a potent inhibitor of angiogenesis. Collagen XVIII and Wnt signaling have recently been associated with adipogenic differentiation and obesity in some animal models, but not in humans. In the present report, we have shown that COL18A1 expression increases during human adipogenic differentiation. We also tested if polymorphisms in the Frizzled (c.1136C>T; Thr379Met) and Endostatin (c.4349G>A; Asp1437Asn) regions contribute towards susceptibility to obesity in patients with type 2 diabetes (113 obese, BMI =30; 232 non-obese, BMI < 30) of European ancestry. No evidence of association was observed between the allele c.4349G>A and obesity, but we observed a significantly higher frequency of homozygotes c.1136TT in obese (19.5%) than in non-obese individuals (10.9%) [P = 0.02; OR = 2.0 (95%CI: 1.07-3.73)], suggesting that the allele c.1136T is associated to obesity in a recessive model. This genotype, after controlling for cholesterol, LDL cholesterol, and triglycerides, was independently associated with obesity (P = 0.048), and increases the chance of obesity in 2.8 times. Therefore, our data suggest the involvement of collagen XVIII in human adipogenesis and susceptibility to obesity.

Antiplatelet activity of Croton celditifolius

Croton celtidifolius Baill is a tree found in the Atlantic Forest South of Brazil, mainly in Santa Catarina. The bark and leaf infusions of this medicinal plant have been popularly used for the treatment of inflammatory diseases. The anti-aggregant activity of C. celtidifolius crude extract (CE) and the column chromatography (CC) isolated compounds flavonoids, catechin and gallocatechin were evaluated in human blood platelets. The platelet-rich plasma (PRP) was incubated with different concentrations of flavonóides (50 - 200 µg/mL) to be tested before platelet aggregation was induced by the agonists adenosine 5'diphosphate (ADP) and collagen. At 200 µg/mL the CE, catechin and gallocatechin markedly inhibited platelet aggregation with the aggregant agents. Using ATP production as an index of platelet secretory capacity, we observed a decreased production of ATP in platelets treated with flavonoids when stimulated by collagen. On the other hand, the flavonoids did not promote inhibitory effect on prothrombin time (PT), thromboplastin time (APTT) and thrombin time (TT). In conclusion, these observations suggest that C. celtidifolius is likely to exert an inhibitory action on platelets in vitro by suppressing secretion and platelet aggregation.

Determinação da energia de ativação em hidrogéis poliméricos a partir de dados termogravimétricos

Curvas termogravimétricas com diferentes razões de aquecimento foram utilizadas para a determinação de parâmetros cinéticos seguindo o método de Flynn-Wall. Para isso, foi utilizado um hidrogel preparado a partir da mistura de dois polissacarídeos, quitosana/xantana (QX) e outro, contendo além destes, colágeno (QXC). Os resultados mostraram que o valor de energia de ativação para o hidrogel QX foi de 3,44 kJ.mol-1, enquanto que para o QXC foi de 14,84 kJ.mol-1, sugerindo que a água presente no hidrogel contendo colágeno está mais fortemente ligada aos biopolímeros. Isto pode ter ocorrido devido à presença de grupos carboxílicos na estrutura colagênica.

Membranas biológicas homólogas preservadas em solução alcalina seguida de liofilização, glicerina a 98% e por liofilização para implantação em eqüinos

Objetivou-se, neste trabalho, avaliar as alterações físico-químicas proporcionadas pelo tratamento de centros tendinosos diafragmáticos homólogos em solução alcalina seguida de liofilização, para implantação na fáscia interna do músculo reto do abdome de eqüinos. As amostras foram tratadas em períodos de 24, 48, 72, 120 e 144 horas, liofilizadas e analisadas quanto à homogeneidade, flexibilidade e resistência à sutura das amostras. Posteriormente foram caracterizadas por calorimetria exploratória diferencial e microscopia eletrônica de varredura. Para a implantação nos eqüinos, foram utilizadas amostras tratadas por 72 horas seguidas de liofilização, amostras conservadas em glicerina 98% e amostras apenas liofilizadas, que foram retiradas após uma, nove e 18 semanas para avaliar a existência de aderências. Verificou-se que a homogeneidade e a flexibilidade são diretamente proporcionais ao aumento do tempo de tratamento em solução alcalina, enquanto que a resistência é inversamente proporcional ao aumento de tempo, sendo o tratamento por 72 horas intermediário para estas características. A calorimetria exploratória diferencial mostrou que o tratamento não desnatura o colágeno presente nas amostras. Na microscopia eletrônica de varredura, observou-se que o aumento de tempo de tratamento proporciona expansão de zonas menos densas do material. Em relação à formação de aderências, as amostras apenas liofilizadas apresentaram grau máximo na formação da classificação proposta, seguida pelas amostras conservadas em glicerina 98% com grau médio e as amostras tratadas em solução alcalina e liofilizadas, que foram classificadas em grau mínimo. Concluiu-se que o tratamento por 72 horas seria mais apropriado para implantação e que a integração tissular com a parede abdominal foi melhor em relação às amostras apenas liofilizadas e às conservadas em glicerina.

Clinical evaluation and induced corneal vascularization study by native and anionic collagen membranes in rabbits corneas

PURPOSE: To evaluate the corneal vascularization (CV) and the clinical aspects induced by interlamellar graft with native (NCM) and anionic (ACM) collagen membranes in rabbits corneas. METHODS: An interlamellar graft with a 0.25 x 0.25 cm NCM (group 1) or ACM (group 2) fragment was performed in the right eye (treated eye). In the left eye, an estromal tunnel was done (control eye). Sixteen rabbits were used, and they were subdivided into two experimental groups of eight animals each. The clinical evaluation was performed at the 1st, 3rd, 7th, 15th and 30th postoperative days. Corneal vascularization analysis was performed after 30 days by the Images Analizator System Leica Qwin-550®. RESULTS: After 7 days, corneal vascularization was observed at about 2.25 ± 0.71 mm (NCM) and at about 1.0 ± 1.69 mm (ACM), respectively, from the limbus in direction to the central cornea. After 15 days, CV increased in both groups (5.25 ± 1.03 mm - NCM; 2.0 ± 2.39 mm - ACM) and then progressively decreased until day 30 (2.25 ± 2.10 mm - NCM; 0.75 ± 2.12 mm - ACM). The statistical analysis indicated that the averages of the distances from the limb vessels to the grafts observed after 7 and 15 days had not differed statistically (p=0.17), and after 15 and 30 postoperative days had a tendency to differ statistically (p=0.09). The control eyes did not present any changes. CONCLUSION: The interlamellar graft with native and anionic collagen membranes induced corneal vascularization when applied to rabbit corneas, but anionic collagen membrane induced a smaller corneal vascularization when compared to native collagen membrane. Although further studies are required, the results found in this study demonstrated the usefulness of interlamellar graft with native and anionic collagen membranes in keratoplasties. These membranes consists in one more graft option for the surgical treatment of corneal repair in rabbits and others animals, when other forms of medical and surgical treatment are not effective.

Estudo clínico da aplicação de matriz inorgânica de osso associado a peptídeo sintético de adesão celular (MIO/P-15), PepGen P-15®, em lesões periodontais avançadas de cães

Os mecanismos biológicos desenvolvidos para aumentar a qualidade da regeneração óssea e da reparação tecidual de sítios periodontais específicos continuam a ser um desafio e têm sido complementado pela capacidade de adesão celular do colágeno do tipo I, promovida por um peptídeo sintético de adesão celular (P-15), associado a uma matriz inorgânica de osso (MIO) para formar MIO/P-15. O objetivo deste estudo foi avaliar a perda do nível clínico de inserção e a resposta da bolsa periodontal em dentes após 3 e 6 meses da aplicação de enxerto com MIO/P-15. Vinte e um cães do Hospital Veterinário da Universidade de São Paulo foram anestesiados para realização de tratamento periodontal e 132 faces dentais com perda de nível clínico de inserção foram tratadas, sendo que 36,4% (48 faces) receberam o peptídeo de adesão celular e 63,6% (84 faces) compuseram o grupo controle que recebeu tratamento convencional (retalho muco-gengival e aplainamento radicular). O procedimento foi documentado através de radiografia intra-oral e todas as sondagens de bolsas periodontais foram fotografadas. Depois de 3 e de 6 meses, os animais foram re-anestesiados a fim de se obter novas avaliações, radiografias, fotografias e sondagens periodontais. As 48 faces com perda de nível clínico de inserção que receberam material de enxertia apresentaram taxa de 40% de recuperação do nível clínico de inserção após 6 meses. O grupo controle de faces dentais não apresentou alteração do nível clínico de inserção. A face palatina foi a que apresentou melhor taxa de regeneração (40%) e os dentes caninos e molares mostraram as melhores respostas (57,14% e 65%, respectivamente). Não houve sinais de infecção pós-cirúrgica relacionadas à falta de higienização oral dos animais. Pode-se concluir que o MIO/P-15 auxilia na regeneração e re-aderência das estruturas periodontais, incluindo osso alveolar. Sua aplicação mostrou-se fácil e prática e a incidência de complicações pós-cirúrgicas foi baixa. Ainda assim, mais estudos e pesquisas são necessários para que se avalie a quantidade e a qualidade do osso e do ligamento periodontal formados.

Hepatotrophic factors reduce hepatic fibrosis in rats

CONTEXT: Hepatic fibrosis occurs in response to several aggressive agents and is a predisposing factor in cirrhosis. Hepatotrophic factors were shown to stimulate liver growth and to restore the histological architecture of the liver. They also cause an improvement in liver function and accelerate the reversion of fibrosis before it progresses to cirrhosis. OBJECTIVE: To test the effects of hepatic fibrosis solution composed by amino acids, vitamins, glucose, insulin, glucagon and triiodothyronine on hepatic fibrosis in rats. METHODS: Fibrosis was induced in rats by gastric administration of dimethylnitrosamine (10 mg/kg) for 5 weeks. After liver biopsy, the rats received either hepatotrophic factors solution (40 mg/kg/day) or saline solution for 10 days by intraperitoneal injection. Blood samples and liver fragments were collected for hepatic function analysis, standard histopathology evaluation, and morphometric collagen quantification. RESULTS: Rats in the hepatotrophic factors group showed a decrease of the histopathological components of fibrosis and an increase of their hepatic mass (12.2%). There was no development of neoplasic lesions in both groups. Compared with the saline group, the hepatotrophic factors group also had a decrease of blood levels of hepatic-lesion markers (AST, ALT) and a decrease of collagen content in the portal spaces (31.6%) and perisinusoidal spaces (42.3%), as well as around the hepatic terminal vein (57.7%). Thus, hepatotrophic factors administration in the portal blood promoted a regenerative hepatic response, with an overall reduction of the volumetric density of collagen, improved hepatic function, and a general improvement in the histopathological aspects of fibrosis. CONCLUSION: Taken together, these results suggest the potential therapeutic use of this hepatotrophic factors solution to treat chronic liver diseases.

Modelo de suplementação nutricional com fatores hepatotróficos aumenta proliferação celular em fígado de ratos sadios

Foram avaliados dois protocolos de administração, em ratos sadios, de uma solução de fatores hepatotróficos (FH), composta por aminoácidos, vitaminas, sais minerais, glicose, insulina, glucagon e triiodotironina (T3). A solução foi administrada durante 10 dias, 40mg/kg/dia, i.p., em duas, grupo 2xFH (n=15), ou três doses, grupo 3xFH (n=15), diárias. Foram observados os efeitos na proliferação celular dos hepatócitos, na angiogênese e na matriz extracelular hepática, assim como as possíveis reações adversas. Os animais dos grupos 2xFH e 3xFH apresentaram aumento da massa hepática de 30,1% e 22,5%, respectivamente, em relação ao grupo-controle (CT; n=15). O índice de proliferação hepatocelular foi maior nos grupos 2xFH (1,4%) e 3xFH (1,2%) em relação ao grupo CT (0,53%), e a densitometria relativa do fator de crescimento do endotélio vascular pelo imunoblot não revelou diferença estatística entre os três grupos. Nos grupos 2xFH e 3xFH, houve redução do colágeno intersticial em relação ao grupo CT. A solução de FH estimulou o crescimento hepático e reduziu o volume de colágeno perissinusoidal. A administração em três doses diárias resultou em mortalidade de 26,7%, possivelmente pelo excessivo estresse da manipulação e pela menor adaptação fisiológica dos ratos, o que não ocorreu nos grupos 2xFH e CT. Para esse tipo de abordagem em ratos, o procedimento experimental mais apropriado, seguro, com melhor chance de adaptação dos animais e com resultados significativos é a aplicação dos FH em duas doses diárias.