Diabetes mellitus affects the biomechanical function of the callus and the expression of TGF-beta1 and BMP2 in an early stage of fracture healing

Transforming growth factor beta 1 (TGF-β1) and bone morphogenetic protein-2 (BMP-2) are important regulators of bone repair and regeneration. In this study, we examined whether TGF-β1 and BMP-2 expressions were delayed during bone healing in type 1 diabetes mellitus. Tibial fractures were created in 95 diabetic and 95 control adult male Wistar rats of 10 weeks of age. At 1, 2, 3, 4, and 5 weeks after fracture induction, five rats were sacrificed from each group. The expressions of TGF-β1 and BMP2 in the fractured tibias were measured by immunohistochemistry and quantitative reverse-transcription polymerase chain reaction, weekly for the first 5 weeks post-fracture. Mechanical parameters (bending rigidity, torsional rigidity, destruction torque) of the healing bones were also assessed at 3, 4, and 5 weeks post-fracture, after the rats were sacrificed. The bending rigidity, torsional rigidity and destruction torque of the two groups increased continuously during the healing process. The diabetes group had lower mean values for bending rigidity, torsional rigidity and destruction torque compared with the control group (P<0.05). TGF-β1 and BMP-2 expression were significantly lower (P<0.05) in the control group than in the diabetes group at postoperative weeks 1, 2, and 3. Peak levels of TGF-β1 and BMP-2 expression were delayed by 1 week in the diabetes group compared with the control group. Our results demonstrate that there was a delayed recovery in the biomechanical function of the fractured bones in diabetic rats. This delay may be associated with a delayed expression of the growth factors TGF-β1 and BMP-2.

Viscosidade extensional e em cisalhamento de suspensões acidificadas de amido de amaranto e caseinato de sódio

Foram avaliadas as viscosidades extensional e em cisalhamento de suspensões acidificadas de amido de amaranto-caseinato de sódio. Sistemas mistos de amido de amaranto-caseinato de sódio acidificados com glucona-delta-lactona (GDL) foram estudados por ensaios reológicos em compressão biaxial e cisalhamento. Os efeitos da velocidade de acidificação (lenta e rápida) e pH final (neutro e no ponto isoelétrico da caseína) foram avaliados considerando as interações entre os biopolímeros e sua consequente influência nos parâmetros reológicos. Todas as amostras apresentaram comportamento pseudoplástico, no entanto, a adição de caseinato de sódio nas suspensões de amido, em pH neutro, promoveu um efeito negativo sobre a viscosidade aparente. Amostras acidificadas apresentaram um aumento na complexidade do sistema devido à formação da rede de amido e caseína, observando que a força necessária para o escoamento foi sempre maior para as amostras contendo concentrações maiores de caseinato. Isso mostra que a agregação e gelificação da proteína promovidas pela acidificação, impediram a microsseparação de fases. Esta rede foi mais forte em sistemas gelificados lentamente, devido à formação de uma rede de proteína mais organizada. Apesar da técnica de compressão biaxial imperfeita ser limitada para avaliação de determinados sistemas, neste estudo, mostrou ser um modo prático e eficiente de se mensurar o comportamento reológico.