Differential expression and distribution of syndecan-1 and -2 in periodontal wound healing of the rat

Cell-surface proteoglycans participate in several biological functions including interactions with adhesion molecules, growth factors and a variety of other effector molecules. Accordingly, these molecules play a central role in various aspects of cell–cell and cell–matrix interactions. To investigate the expression and distribution of the cell surface proteoglycans, syndecan-1 and -2, during periodontal wound healing, immunohistochemical analyses were carried out using monoclonal antibodies against syndecan-1, or -2 core proteins. Both syndecan-1 and -2 were expressed and distributed differentially at various stages of early inflammatory cell infiltration, granulation tissue formation, and tissue remodeling in periodontal wound healing. Expression of syndecan-1 was noted in inflammatory cells within and around the fibrin clots during the earliest stages of inflammatory cell infiltration. During granulation tissue formation it was noted in fibroblast-like cells and newly formed blood vessels. Syndecan-1 was not seen in newly formed bone or cementum matrix at any of the time periods studied. Syndecan-1 expression was generally less during the late stages of wound healing but was markedly expressed in cells that were close to the repairing junctional epithelium. In contrast, syndecan-2 expression and distribution was not evident at the early stages of inflammatory cell infiltration. During the formation of granulation tissue and subsequent tissue remodeling, syndecan-2 was expressed extracellularly in the newly formed fibrils which were oriented toward the root surface. Syndecan-2 was found to be significantly expressed on cells that were close to the root surface and within the matrix of repaired cementum covering root dentin as well as at the alveolar bone edge. These findings indicate that syndecan-1 and -2 may have distinctive functions during wound healing of the periodontium. The appearance of syndecan-1 may involve both cell–cell and cell–matrix interactions, while syndecan-2 showed a predilection to associate with cell–matrix interactions during hard tissue formation.

Reduced Il17a expression distinguishes a Ly6cloMHCIIhi macrophage population promoting wound healing

Macrophages are the main components of inflammation during skin wound healing. They are critical in wound closure and in excessive inflammation, resulting in defective healing observed in chronic wounds. Given the heterogeneity of macrophage phenotypes and functions, we here hypothesized that different subpopulations of macrophages would have different and sometimes opposing effects on wound healing. Using multimarker flow cytometry and RNA expression array analyses on macrophage subpopulations from wound granulation tissue, we identified a Ly6cloMHCIIhi “noninflammatory” subset that increased both in absolute number and proportion during normal wound healing and was missing in Ob/Ob and MYD88−/− models of delayed healing. We also identified IL17 as the main cytokine distinguishing this population from proinflammatory macrophages and demonstrated that inhibition of IL17 by blocking Ab or in IL17A−/− mice accelerated normal and delayed healing. These findings dissect the complexity of the role and activity of the macrophages during wound inflammation and may contribute to the development of therapeutic approaches to restore healing in chronic wounds.

Cyclic mechanical strain guides capillary-like morphology in vitro

Introduction Stretching of tissue stimulates angiogenesis but increased motion at a fracture site hinders revascularisation. In vitro studies have indicated that mechanical stimuli promote angiogenic responses in endothelial cells, but can either inhibit or enhance responses when applied directly to angiogenesis assays. We anticipated that cyclic tension applied during endothelial network assembly would increase vascular structure formation up to a certain threshold. Methods Fibroblast/HUVEC co-cultures were subjected to cyclic equibiaxial strain (1 Hz; 6 h/day; 7 days) using the FlexerCell FX-4000T system and limiting rings for simultaneous application of multiple strain magnitudes (0–13%). Cells were labelled using anti-PECAM-1, and image analysis provided measures of endothelial network length and numbers of junctions. Results Cyclic stretching had no significant effect on the total length of endothelial networks (P > 0.2) but resulted in a strain-dependent decrease in branching and localised alignments of endothelial structures, which were in turn aligned with the supporting fibroblastic construct. Conclusion The organisation of endothelial networks under cyclic strain is dominated by structural adaptation to the supporting construct. It may be that, in fracture healing, the formation and integrity of the granulation tissue and callus is ultimately critical in revascularisation and its failure under severe strain conditions.

The optimal duration and delay of first aid treatment for deep partial thickness burn injuries

Using our porcine model of deep dermal partial thickness burn injury, various durations (10min, 20min, 30min or 1h) and delays (immediate, 10min, 1h, 3h) of 15 degrees C running water first aid were applied to burns and compared to untreated controls. The subdermal temperatures were monitored during the treatment and wounds observed weekly for 6 weeks, for re-epithelialisation, wound surface area and cosmetic appearance. At 6 weeks after the burn, tissue biopsies were taken of the scar for histological analysis. Results showed that immediate application of cold running water for 20min duration is associated with an improvement in re-epithelialisation over the first 2 weeks post-burn and decreased scar tissue at 6 weeks. First aid application of cold water for as little as 10min duration or up to 1h delay still provides benefit.

A porcine deep dermal partial thickness burn model with hypertrophic scarring

We developed a reproducible model of deep dermal partial thickness burn injury in juvenile Large White pigs. The contact burn is created using water at 92 degrees C for 15s in a bottle with the bottom replaced with plastic wrap. The depth of injury was determined by a histopathologist who examined tissue sections 2 and 6 days after injury in a blinded manner. Upon creation, the circular wound area developed white eschar and a hyperaemic zone around the wound border. Animals were kept for 6 weeks or 99 days to examine the wound healing process. The wounds took between 3 and 5 weeks for complete re-epithelialisation. Most wounds developed contracted, purple, hypertrophic scars. On measurement, the thickness of the burned skin was approximately 1.8 times that of the control skin at week 6 and approximately 2.2 times thicker than control skin at 99 days after injury. We have developed various methods to assess healing wounds, including digital photographic analysis, depth of organising granulation tissue, immunohistochemistry, electron microscopy and tensiometry. Immunohistochemistry and electron microscopy showed that our porcine hypertrophic scar appears similar to human hypertrophic scarring. The development of this model allows us to test and compare different treatments on burn wounds.

Fetuin-A : a major fetal serum protein that promotes "wound closure" and scarless healing [Letter to the Editor]

Burn-wound healing is a dynamic, interactive process involving a number of cellular and molecular events and is characterized by inflammation, granulation tissue formation, re-epithelialization, and tissue remodeling (Greenhalgh, 2002; Linares, 2002). Unlike incisional-wound healing, it also requires extensive re-epithelialization due to a predominant horizontal loss of tissue and often heals with abnormal scarring when burns involve deep dermis. The early mammalian fetus has the remarkable ability to regenerate normal epidermis and dermis and to heal dermal incisional wounds with no signs of scarring. Extensive research has indicated that scarless healing appears to be intrinsic to fetal skin (McCallion and Ferguson, 1996; Ferguson and O’Kane, 2004). Previously, we reported a fetal burn model, in which 80-day-old ovine fetuses (gestation¼ 145–153 days) healed deep dermal partial thickness burns without scars, whereas postnatal lambs healed equal depth burns with significant scarring (Cuttle et al., 2005; Fraser et al., 2005). This burn model provided early evidence that fetal skin has the capacity to repair and restore dermal horizontal loss, not just vertical injuries.

Fracture healing via periosteal callus formation requires macrophages for both initiation and progression of early endochondral ossification

The distribution, phenotype, and requirement of macrophages for fracture-associated inflammation and/or early anabolic progression during endochondral callus formation were investigated. A murine femoral fracture model [internally fixed using a flexible plate (MouseFix)] was used to facilitate reproducible fracture reduction. IHC demonstrated that inflammatory macrophages (F4/80+Mac-2+) were localized with initiating chondrification centers and persisted within granulation tissue at the expanding soft callus front. They were also associated with key events during soft-to-hard callus transition. Resident macrophages (F4/80+Mac-2neg), including osteal macrophages, predominated in the maturing hard callus. Macrophage Fas-induced apoptosis transgenic mice were used to induce macrophage depletion in vivo in the femoral fracture model. Callus formation was completely abolished when macrophage depletion was initiated at the time of surgery and was significantly reduced when depletion was delayed to coincide with initiation of early anabolic phase. Treatment initiating 5 days after fracture with the pro-macrophage cytokine colony stimulating factor-1 significantly enhanced soft callus formation. The data support that inflammatory macrophages were required for initiation of fracture repair, whereas both inflammatory and resident macrophages promoted anabolic mechanisms during endochondral callus formation. Overall, macrophages make substantive and prolonged contributions to fracture healing and can be targeted as a therapeutic approach for enhancing repair mechanisms. Thus, macrophages represent a viable target for the development of pro-anabolic fracture treatments with a potentially broad therapeutic window...

Efeitos da suplementação com diferentes óleos comestíveis durante o reparo tecidual cutâneo

Ácidos graxos são moléculas bioativas endógenas e exógenas, que podem ser potentes mediadores e/ou reguladores de muitos processos celulares, no entanto, os seus efeitos no reparo de lesões cutâneas não estão bem esclarecidos. O objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos da suplementação com diferentes óleos comestíveis na cicatrização de lesões cutâneas. Para isso, ratos Wistar machos (6-8 semanas/ 150200g) foram separados em quatro grupos: Um grupo controle (n=7) e três grupos experimentais (n=21). Trinta dias antes de realizarmos a lesão no dorso de cada animal, demos início a suplementação diária pelo método de gavagem com 1,5ml/kg de óleo de girassol, linhaça ou peixe e esta se manteve até o dia da eutanásia (d14). Em d0 uma lesão excional (1cm) foi realizada na parte dorsal de cada animal. A contração da lesão e re-epitelização foram medidas em d0, d7 e d14. Ao sacrificarmos os animais a lesão foi coletada juntamente com pele normal adjacente. O fechamento da lesão foi significativamente maior no grupo de controle (área lesada 582%) em d7, quando comparado com os outros grupos (grupo girassol 682%, linhaça 772% e peixe 732%) com p<0,05, para todos. Em d14 observamos menor área lesada no grupo controle (área lesada 211%) em relação aos grupos suplementados com óleo de linhaça e peixe (área lesada dos grupos linhaça 271% e peixe 271%), com p<0,05 para ambos os grupos. Não observamos diferença no fechamento da lesão quando comparamos os grupos controle (área lesada 211%) e girassol (área lesada 251%). Em relação ao infiltrado inflamatório observamos uma quantidade moderada nos grupos controle, linhaça e peixe, enquanto que no grupo girassol foram encontradas poucas células inflamatórias. Grande número de miofibroblastos foi observado nos grupos controle e girassol na região superficial do tecido de granulação. Entretanto, nos grupos linhaça e peixe observamos poucos miofibroblastos e muitos vasos sanguíneos dilatados. Os grupos controle e girassol apresentaram vasos sanguíneos ocluídos e concentrados na região profunda do tecido de granulação. Os grupos controle e girassol apresentaram densidade moderada de fibras colágenas na região profunda do tecido de granulação. Esse resultado foi confirmado através da dosagem de hidroxiprolina. Os níveis de hidroxiprolina estavam menores nos grupos controle e girassol quando comparados com os grupos linhaça e peixe. A suplementação com diferentes tipos de óleos comestíveis retarda o processo de contração da lesão e afeta o infiltrado inflamatório e a deposição de fibras colágenas

Avaliação da aspirina e do ácido cafeico fenetil estersobre o reparo tecidual cutâneo

Numerosos modelos in vitro e in vivo foram desenvolvidos para estudar o reparo de lesões e identificar os mecanismos chave deste processo. Visando avaliar o processo de cicatrização utilizamos um modelo de lesão excisional total e um modelo de queimadura promovida por escaldamento. No estudo utilizando o modelo de lesão excisional total, abordamos o uso da aspirina (um inibidor não seletivo da COX) e seu efeito diferenciado sobre os sexos na cicatrização cutânea de camundongos. Observamos que os grupos fêmea controle e tratado apresentaram contração atrasada comparado aos grupos macho controle e tratado, respectivamente. Entre os grupos fêmea e macho controles, as fêmeas apresentaram menor atividade da mieloperoxidase e menor quantidade de células MIF-positivas do que os machos controle. Já entre os grupos fêmea e macho tratados, foi observado que nas fêmeas tratadas, a atividade da mieloperoxidase e a quantidade de macrófagos F4/80-positivos estavam maiores do que no grupo macho tratado. Ainda entre os grupos tratados, as fêmeas apresentaram menores níveis de hidroxiprolina e maior expressão proteica de vWF e VEGF comparado aos machos. No estudo das lesões causadas por queimadura, avaliamos as propriedades anti- inflamatórias e antioxidantes do ácido cafeico fenetil ester (CAPE) no reparo destas lesões e observamos que em 7, 14, 21 e 70 dias após a queimadura, o grupo queimado+CAPE apresentou menor área lesada, além de menor atividade da mieloperoxidase e dos níveis de nitrito do que o grupo queimado. Também foi observado que no grupo queimado+CAPE a expressão proteica de CD68 e de PECAM-1 estava reduzida comparada ao grupo queimado. Analisando os parâmetros de dano oxidativo foi observado que os níveis de MDA e de proteínas carboniladas estavam menores no grupo queimado+CAPE do que no grupo queimado, tanto no plasma quanto na lesão. Em suma, nosso estudo avaliou o processo de cicatrização de dois modelos de lesão, em roedores de diferentes espécies e em abordagens distintas. No modelo de lesão excisional total em camundongos observamos que a administração da aspirina prejudicou o processo de cicatrização em camundongos Balb/c fêmeas, mas não afetou esse processo nos machos da mesma linhagem, o que pode ser explicado pela redução dos níveis de estrógenos nas fêmeas. A utilização do CAPE na cicatrização de queimaduras em ratas comprovou sua eficácia anti-inflamatória e antioxidante devido ao grupo queimado+CAPE ter apresentado maior taxa de cicatrização, redução da resposta inflamatória, além da redução do dano oxidativo em lipídeos e proteínas comparado ao grupo queimado.

Alterações no reparo tecidual cutâneo em um modelo de resistência à insulina

A obesidade associada às alterações metabólicas, tais como a resitência à insulina, provoca significativas modificações no decorrer do processo de cicatrização. O objetivo desse estudo foi inicialmente avaliar os efeitos da resistência à insulina induzida por uma dieta com elevado teor de gordura durante o reparo tecidual. E, em seguida, investigar o papel dos macrófagos neste processo. Observamos que os animais submetidos à dieta hiperlipídica (RHL) tornaram-se intolerantes à glicose e resistentes à insulina, além de aumentarem as taxas plasmáticas de colesterol e triglicerídeos em relação aos animais alimentados com ração padrão (RP). O grupo RHL apresentou uma menor taxa de contração da lesão e reepitelização em relação ao grupo RP. Observamos ainda maior quantidade de células inflamatórias (células NOS 2-positivas, macrófagos, e neutrófilos), menor densidade de fibras do sistema colágeno e maior densidade de miofibroblastos e vasos sanguíneos no grupo RHL. O dano oxidativo estava maior no grupo RHL bem como a expressão proteica do fator de crescimento transformante-β1 (TGF-β1) e α-actina de músculo liso (α-SMA). O grupo RHL apresentou altos níveis plasmáticos de TNF-α quando comparado com o grupo RP. Além disso, a proporção das células M1 (macrófagos ativados classicamente) e M2 (macrófagos ativados alternativamente) foi a mesma em ambos os grupos. Em relação a síntese e liberação de citocinas e fatores de crescimento avaliados através dos ensaios in vitro, observamos ainda que os níveis do fator de necrose tumoral-α (TNF-α) e interleucina-1β (IL-1β) estavam maiores no meio condicionado de macrófagos isolados dos animais do grupo RHL (MCRHL) em relacão ao meio condicionado de macrófagos isolados dos animais do grupo RP (MCRP). Além disso, os nossos resultados demonstraram claramente que os fatores solúveis produzidos por macrófagos isolados a partir de animais resistentes à insulina inibem a proliferação e a migração de fibroblastos. Através desses resultados podemos mostrar que a resistência à insulina retarda o processo de cicatrização e sugerir os macrófagos participam deste retardo.

Uso de plasma rico em plaquetas em queimaduras Modelo experimental em ratos

As queimaduras são eventos comuns e recorrentes no dia a dia dos atendimentos médicos. Há uma constante busca para entender a sua fisiopatologia, no intuito de minimizar seus resultados devastadores. Plasma rico em plaquetas (PRP) é um concentrado de plaquetas com capacidade de liberação local de múltiplos fatores de crescimento (FC) que aceleram a cicatrização. Este estudo consiste em dois experimentos: o primeiro visa validar um modelo experimental para a criação de queimaduras de tamanho e profundidade padronizados e, o segundo, avalia o uso de PRP em queimaduras. Para o desenvolvimento de queimaduras na validação do modelo experimental, foi idealizado um equipamento que permitisse o controle preciso da temperatura, além da utilização em conjunto de uma técnica inovadora de fixação que garante pressão constante no momento das queimaduras. Para o primeiro experimento, foram utilizados 12 ratos, por grupo, submetidos a queimaduras de 60 oC, 70 oC ou 80 oC por dez segundos, com um equipamento que desenvolvemos. Metade dos animais de cada grupo foi morta no terceiro dia e suas feridas foram analisadas por histologia, e, na outra metade, a ferida foi mensurada e acompanhada até o seu fechamento. No uso de PRP em queimaduras, foram avaliadas queimaduras de segundo grau (SG), segundo grau com diabetes mellitus induzido (SGD) e queimaduras de terceiro grau (TG). Noventa animais foram distribuídos em três grupos (SG, SGD e TG), onde, em cada um, dez animais foram tratados, dez serviram de controle e dez foram utilizados para o preparo do PRP. As áreas das feridas foram acompanhadas até o vigésimo primeiro dia, quando os animais foram mortos e biópsias de pele foram realizadas. Os resultados da validação do modelo mostram que as queimaduras produzidas com 60 oC foram de SG superficial (28% da derme envolvida); com 70 oC foram de SG profundo (72% da derme envolvida); e com 80 oC foram de TG (100% da derme envolvida). Em relação ao uso de PRP em queimaduras, observou-se que nos grupos tratados SG e SGD houve aceleração do fechamento da ferida e redução no número de células CD31, CD163, CD68, MPO e TGF-β positivas, e aumento do número de células MMP2 positivas. A neoepiderme foi mais fina nos controles dos grupos SG e SGD, e o tecido de granulação foi reduzido nos controles SGD e TG. O modelo utilizado é seguro e confiável para produzir queimaduras regulares e uniformes, de diâmetros variados, pela capacidade do controle fino da temperatura e pelo posicionamento do animal, e reprodutíveis. PRP parece acelerar a cicatrização de queimaduras de SG e SGD, mas não de TG.

Pattern of cutaneous wound healing in a live fish Clarias batrachus (L.)(Clariidae, Pisces.)

Incisional wounds of the same length and depth were made on skin between dorsal fin and the lateral line canal of Clarias batrachus and the pattern of wound closure has been studied histologically. Following infliction, a marked change in the colour of the skin surrounding the wound was observed which lasted for about 30 h and restored thereafter. Mucus and blood cells plugged the wound gap shortly after infliction. The epidermis surrounding the wound was found to be detached from the basement membrane. Mass movement of epidermal cells was observed from both side of the wound gap. The epidermal cells at the margin of the wound became hypertrophied. The epidermis became normal by 32 days. The dealing of sub-epidermal tissue indicated degenerative and regenerative changes of muscle fibres. The mucus and blood cells were accumulated in the wound gap and later fine blood vessels were formed. Gradually granulation tissue was formed and fibroblasts and myoblasts appeared. Myoblast differentiated into muscle bundles. The epidermal repair was completed within 35 days.

Los diferentes tipos de láser y sus aplicaciones en podología

Los diferentes tipos de láseres, sobre todo el láser de diodo, irrumpen en la terapéutica podológica para proporcionar una alternativa más de tratamiento en muchas patologías que son el día a día de las consultas. El buen manejo y el conocimiento de sus características son requisitos imprescindibles para no tener efectos secundarios indeseados y poder llevar a cabo tratamientos poco dolorosos, minimizando el tiempo total, y muchas veces proporcionando una solución a diversas patologías.

A light microscopic and autoradiographic study of non-irradiated and irradiated ocular wounds

Focal gamma irradiation was used to limit the intraocular extension of scar tissue which typically occurs after posterior perforating injury to the eye. Standard posterior perforating injuries were created in the right eye of forty-eight rabbits, half of which had the site of perforation focally irradiated using a Cobalt 60 ophthalmic plaque. Non-irradiated wounds healed with profuse formation of highly cellular and vascularised granulation tissue which invaded the vitreous to form contractile vitreo-retinal membranes. In irradiated eyes vitreo-retinal membrane formation was infrequent; the wounds showing only sparse granulation tissue with little or no extension into the vitreous cavity. Autoradiographic studies carried out in a second group of 40 animals showed that the episclera was the main source of the proliferating fibroblasts, and cell counts confirmed that the inflammatory and repair responses in irradiated wounds were both delayed and attenuated.

Ectopic bone formation in rapidly fabricated acellular injectable dense collagen-Bioglass hybrid scaffolds via gel aspiration-ejection

Gel aspiration-ejection (GAE) has recently been introduced as an effective technique for the rapid production of injectable dense collagen (IDC) gel scaffolds with tunable collagen fibrillar densities (CFDs) and microstructures. Herein, a GAE system was applied for the advanced production and delivery of IDC and IDC-Bioglass® (IDC-BG) hybrid gel scaffolds for potential bone tissue engineering applications. The efficacy of GAE in generating mineralizable IDC-BG gels (from an initial 75-25 collagen-BG ratio) produced through needle gauge numbers 8G (3.4 mm diameter and 6 wt% CFD) and 14G (1.6 mm diameter and 14 wt% CFD) was investigated. Second harmonic generation (SHG) imaging of as-made gels revealed an increase in collagen fibril alignment with needle gauge number. In vitro mineralization of IDC-BG gels was confirmed where carbonated hydroxyapatite was detected as early as day 1 in simulated body fluid, which progressively increased up to day 14. In vivo mineralization of, and host response to, acellular IDC and IDC-BG gel scaffolds were further investigated following subcutaneous injection in adult rats. Mineralization, neovascularization and cell infiltration into the scaffolds was enhanced by the addition of BG and at day 21 post injection, there was evidence of remodelling of granulation tissue into woven bone-like tissue in IDC-BG. SHG imaging of explanted scaffolds indicated collagen fibril remodelling through cell infiltration and mineralization over time. In sum, the results suggest that IDC-BG hybrid gels have osteoinductive properties and potentially offer a novel therapeutic approach for procedures requiring the injectable delivery of a malleable and dynamic bone graft that mineralizes under physiological conditions