In vitro and in vivo biological behavior of CDHA/OCP/β-TCP scaffold

The biological behavior of a new bioactive material composed of calcium-deficient hydroxyapatite, octacalcium phosphate, and beta-tricalcium phosphate was investigated by in vitro indirect and direct cytotoxicity, cell adhesion and proliferation tests, and by in vivo subcutaneous and bone implantation in rats. The results of the in vitro studies showed that the material is biocompatible and no cytotoxic. Slightly poorer initial cell adhesion and lower cell proliferation than in control was observed, which were attributed to the reactivity and roughness of the material surface, In vivo results showed that the material is biodegradable and bioactive in bone tissue, but only biocompatible and partially biodegradable in soft tissue.

A new heterologous fibrin sealant as a scaffold to cartilage repair - experimental study and preliminary results

Autologous fibrin gel is commonly used as a scaffold for filling defects in articular cartilage. This biomaterial can also be used as a sealant to control small hemorrhages and is especially helpful in situations where tissue reparation capacity is limited. In particular, fibrin can act as a scaffold for various cell types because it can accommodate cell migration, differentiation, and proliferation. Despite knowledge of the advantages of this biomaterial and mastery of the techniques required for its application, the durability of several types of sealant at the site of injury remains questionable. Due to the importance of such data for evaluating the quality and efficiency of fibrin gel formulations on its use as a scaffold, this study sought to analyze the heterologous fibrin sealant developed from the venom of Crotalus durissus terrificus using studies in ovine experimental models. The fibrin gel developed from the venom of this snake was shown to act as a safe, stable, and durable scaffold for up to seven days, without causing adverse side effects. Fibrin gel produced from the venom of the Crotalus durissus terrificus snake possesses many clinical and surgical uses. It presents the potential to be used as a biomaterial to help repair skin lesions or control bleeding, and it may also be used as a scaffold when applied together with various cell types. The intralesional use of the fibrin gel from the venom of this snake may improve surgical and clinical treatments in addition to being inexpensive and adequately consistent, durable, and stable. The new heterologous fibrin sealant is a scaffold candidate to cartilage repair in this study.

Preparation and characterization of a bacterial cellulose/silk fibroin sponge scaffold for tissue regeneration

Bacterial cellulose (BC) and silk fibroin (SF) are natural biopolymers successfully applied in tissue engineering and biomedical fields. In this work nanocomposites based on BC and SF were prepared and characterized by scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD) and thermogravimetric analysis (TGA). In addition, the investigation of cytocompatibility was done by MTT, XTT and Trypan Blue dye technique. Cellular adhesion and proliferation were detected additionally. The evaluation of genotoxicity was realized by micronucleus assay. In vitro tests showed that the material is non-cytotoxic or genotoxic. SEM images revealed a greater number of cells attached at the BC/SF:50% scaffold surface than the pure BC one, suggesting that the presence of fibroin improved cell attachment. This could be related to the SF amino acid sequence that acts as cell receptors facilitating cell adhesion and growth. Consequently, BC/SF:50% scaffolds configured an excellent option in bioengineering depicting its potential for tissue regeneration and cultivation of cells on nanocomposites.

Scaffold nanoestruturado utilizando-se celulose bacteriana/fosfatos de cálcio para regeneração óssea

Pós-graduação em Biotecnologia - IQ

Tenoplastia experimental do calcâneo em cães com peritônio bovino conservado em glicerina

No presente estudo, avaliou-se a eficácia do emprego do peritônio bovino, conservado em glicerina a 98%, no reparo de lesões induzidas no tendão calcâneo (TC) de cães, quando um fragmento de aproximadamente 1cm do TC foi excisado e o espaço resultante preenchido por um fragmento de peritônio. Foram utilizados 21 cães, pesando entre 10 e 15kg, divididos em 7 grupos de 3, sacrificados aos 02, 07, 15, 30, 60, 90 e 120 dias de pós-operatório. Analisaram-se os aspectos clínico-cirúrgicos referentes à recuperação funcional motora, bem como, a integração do peritônio com o tecido tendíneo mediante avaliação macroscópica, por microscopia óptica e por microscopia eletrônica de varredura. Clinicamente, verificou-se que, por volta do 55º dia de pós-operatório, os animais já apresentavam deambulação normal e que o neotendão apresentou resistência suficiente para suportar o estresse normalmente aplicado ao TC. Microscopicamente, o peritônio implantado esteve presente em todos os períodos de observação. Proliferação fibroblástica e neoformação vascular foram observadas de forma incipiente no segundo dia; entretanto, no sétimo dia de pós-operatório, esta condição foi exacerbada. Com a evolução, as fibras de peritônio tendiam a se dissociar, entrando em estreita associação com fibras conjuntivas, fibroblastos e colágeno. Aos 30, 60, 90 e 120 dias de pós-operatório, notava-se maior presença de colágeno que se tornava cada vez mais organizado. Concluiu-se que o peritônio estimulou uma rápida deposição de tecido conjuntivo com mínima reação inflamatória, sendo incorporado ao tecido cicatricial e servindo como alicerce para o desenvolvimento de um novo tecido, restabelecendo assim a estrutura do tendão.

Comparison of the properties of compacted and porous lamellar chitosan-xanthan membranes as dressings and scaffolds for the treatment of skin lesions

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The contribution of 700,000 ORF sequence tags to the definition of the human transcriptome

open reading frame expressed sequences tags (ORESTES) differ from conventional ESTs by providing sequence data from the central protein coding portion of transcripts. We generated a total of 696,745 ORESTES sequences from 24 human tissues and used a subset of the data that correspond to a set of 15,095 full-length mRNAs as a means of assessing the efficiency of the strategy and its potential contribution to the definition of the human transcriptome. We estimate that ORESTES sampled over 80% of all highly and moderately expressed, and between 40% and 50% of rarely expressed, human genes. In our most thoroughly sequenced tissue, the breast, the 130,000 ORESTES generated are derived from transcripts from an estimated 70% of all genes expressed in that tissue, with an equally efficient representation of both highly and poorly expressed genes. In this respect, we find that the capacity of the ORESTES strategy both for gene discovery and shotgun transcript sequence generation significantly exceeds that of conventional ESTs. The distribution of ORESTES is such that many human transcripts are now represented by a scaffold of partial sequences distributed along the length of each gene product. The experimental joining of the scaffold components, by reverse transcription-PCR, represents a direct route to transcript finishing that may represent a useful alternative to full-length cDNA cloning.

Cultura de condrócitos em arcabouço tridimensional: hidrogel de alginato

OBJETIVOS: O presente estudo teve como objetivo cultivar condrócitos retirados da articulação do joelho de coelhos encapsulados em hidrogel de alginato (HA) e caracterizar a produção de matriz extracelular (ECM). MÉTODOS: A cartilagem articular foi removida do joelho de coelhos, com três a seis meses, fragmentada em pedaços de 1mm e submetida à digestão enzimática. Uma concentração de 1x106 céls/mL foram ressuspensas em uma solução de alginato de sódio a 1,5% (w/v), em seguida fez-se o processo de gelatinização em CaCl2 (102 mM), permitindo a formação do HA e cultivo em meio DMEM-F12 durante quatro semanas. A distribuição das células e a ECM foram acessadas através das secções histológicas coradas com e azul de toluidina hematoxilina e eosina (HE). RESULTADOS: Houve um aumento no número e na viabilidade dos condrócitos durante as quatro semanas de cultura. Através das análises histológicas dos HAs corados com azul de toluidina e HE foi possível observar a distribuição definida dos condrócitos no hidrogel, assemelhando-se a grupos isógenos e formação de matriz territorial. CONCLUSÃO: Este estudo demonstrou a eficiência do HA como arcabouço para ser usado na cultura de condrócitos, constituindo uma alternativa no reparo de lesões na cartilagem articular.

In vivo and in vitro evaluation of an Acetobacter xylinum synthesized microbial cellulose membrane intended for guided tissue repair

Background: Barrier materials as cellulose membranes are used for guided tissue repair. However, it is essential that the surrounding tissues accept the device. The present study histologically evaluated tissue reaction to a microbial cellulose membrane after subcutaneous implantation in mice. Furthermore, the interaction between mesenchymal stem cells and the biomaterial was studied in vitro to evaluate its ability to act as cellular scaffold for tissue engineering.Methods: Twenty-five Swiss Albino mice were used. A 10 x 10 mm cellulose membrane obtained through biosynthesis using Acetobacter xylinum bacteria was implanted into the lumbar subcutaneous tissue of each mouse. The mice were euthanatized at seven, 15, 30, 60, and 90 days, and the membrane and surrounding tissues were collected and examined by histology.Results: A mild inflammatory response without foreign body reaction was observed until 30 days post-surgery around the implanted membrane. Polarized microscopy revealed that the membrane remained intact at all evaluation points. Scanning electron microscopy of the cellulose membrane surface showed absence of pores. The in vitro evaluation of the interaction between cells and biomaterial was performed through viability staining analysis of the cells over the biomaterial, which showed that 95% of the mesenchymal stem cells aggregating to the cellulose membrane were alive and that 5% were necrotic. Scanning electron microscopy showed mesenchymal stem cells with normal morphology and attached to the cellulose membrane surface.Conclusion: The microbial cellulose membrane evaluated was found to be nonresorbable, induced a mild inflammatory response and may prove useful as a scaffold for mesenchymal stem cells.

Evaluation of castor oil-based polyurethane membranes in rat bone-marrow cell culture

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Periodontal Tissue Engineering After Tooth Replantation

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influence of root-surface conditioning with acid and chelating agents on clot stabilization

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Gel de plaquetas: arcabouço 3D para cultura celular

INTRODUÇÃO: O reparo tissular é o objetivo final da cirurgia. A cultura celular requer arcabouço mecânico que dê suporte ao crescimento celular e difusão dos nutrientes. O uso do plasma rico em plaquetas (PRP) como um arcabouço 3D possui diversas vantagens: é material biológico, de fácil absorção pós-transplante, rico em fatores de crescimento, em especial PDGF- ββ e TGF-β que estimula síntese de matriz extracelular na cartilagem. OBJETIVO: Desenvolver arcabouço 3D à base de PRP. MATERIAIS E MÉTODOS: Duas formas foram idealizadas: Sphere e Carpet. Condições estéreis foram utilizadas. O gel de plaquetas permaneceu em cultura celular, observado diariamente em microscópio invertido. RESULTADOS: Ambos arcabouços obtiveram sucesso, com aspectos positivos e negativos. DISCUSSÃO: A forma Sphere não aderiu ao plástico. Observou-se retração do gel e investigação ao microscópio dificultada devido às áreas opacas no campo visual. A forma Carpet não aderiu ao plástico e apresentou-se translúcida. O tempo de estudo foi de 20 dias. CONCLUSÕES: A produção de um arcabouço 3D PRP foi um sucesso, e trata-se de uma alternativa que necessita ser mais utilizado e investigado para que se consolide em uma rota eficiente e confiável na tecnologia de engenharia tissular, particularmente em cultura de tecido cartilaginoso.

Desenvolvimento de biocerâmicas porosas de hidroxiapatita para utilização como scaffolds para regeneração óssea

Biocerâmicas porosas tem aplicações biomédicas importantes como preenchimento de defeitos ósseos e scaffolds na engenharia de tecidos. A hidroxiapatita (HA, Ca10(PO4)6(OH)2) que apresenta semelhança química e estrutural com a fase mineral dos ossos e dos dentes, é biocompatível e osteocondutiva, e tem excelente afinidade química e biológica com os tecidos ósseos. Este trabalho teve como objetivo desenvolver biocerâmicas porosas HA para utilização como scaffold para regeneração óssea empregando-se a técnica de réplica da esponja polimérica. A pasta biocerâmica de HA foi obtida por via úmida utilizando hidróxido de cálcio [Ca(OH)2] e ácido fosfórico (H3PO4) e impregnada em esponjas de poliuretano com diferentes densidades. Tratamento térmico a 600°C por 1h foi realizado para eliminação da esponja seguido da sinterização a 1100°C por 2 horas. Os scaffolds apresentaram a HA como fase majoritária, elevada porosidade (> 70%) e poros com tamanhos variando na ordem de macro (>100μm) e microporosidade (1-20μm), sendo estes fatores adequados para a aplicação como scaffolds para regeneração óssea.

Proteome analysis of snake venom toxins: pharmacological insights

Snake venoms are an extremely rich source of pharmacologically active proteins with a considerable clinical and medical potential. To date, this potential has not been fully explored, mainly because of our incomplete knowledge of the venom proteome and the pharmacological properties of its components, in particular those devoid of enzymatic activity. This review summarizes the latest achievements in the determination of snake venom proteome, based primarily on the development of new strategies and techniques. Detailed knowledge of the venom toxin composition and biological properties of the protein constituents should provide the scaffold for the design of new more effective drugs for the treatment of the hemostatic system and heart disorders, inflammation, cancer and consequences of snake bites, as well as new tools for clinical diagnostic and assays of hemostatic parameters.