Substrate Strain and Proliferation & Differentiation of Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells

New methods of surface modification of transparent silicone substrate were developed, and a new set of cell culture devices that provide homogeneous substrate strain was designed. Using the new device, effects of cyclic substrate strain on bone marrow mesenchymal stem cells(MSCs) were studied. It was found that cyclic strain influenced proliferation and differentiation of bone marrow MSCs in different ways.

Vascular endothelial growth factor regulates melanoma cell adhesion and growth in the bone marrow microenvironment via tumor cyclooxygenase-2

Background: Human melanoma frequently colonizes bone marrow (BM) since its earliest stage of systemic dissemination, prior to clinical metastasis occurrence. However, how melanoma cell adhesion and proliferation mechanisms are regulated within bone marrow stromal cell (BMSC) microenvironment remain unclear. Consistent with the prometastatic role of inflammatory and angiogenic factors, several studies have reported elevated levels of cyclooxygenase-2 (COX-2) in melanoma although its pathogenic role in bone marrow melanoma metastasis is unknown. Methods: Herein we analyzed the effect of cyclooxygenase-2 (COX-2) inhibitor celecoxib in a model of generalized BM dissemination of left cardiac ventricle-injected B16 melanoma (B16M) cells into healthy and bacterial endotoxin lipopolysaccharide (LPS)-pretreated mice to induce inflammation. In addition, B16M and human A375 melanoma (A375M) cells were exposed to conditioned media from basal and LPS-treated primary cultured murine and human BMSCs, and the contribution of COX-2 to the adhesion and proliferation of melanoma cells was also studied. Results: Mice given one single intravenous injection of LPS 6 hour prior to cancer cells significantly increased B16M metastasis in BM compared to untreated mice; however, administration of oral celecoxib reduced BM metastasis incidence and volume in healthy mice, and almost completely abrogated LPS-dependent melanoma metastases. In vitro, untreated and LPS-treated murine and human BMSC-conditioned medium (CM) increased VCAM-1-dependent BMSC adherence and proliferation of B16M and A375M cells, respectively, as compared to basal medium-treated melanoma cells. Addition of celecoxib to both B16M and A375M cells abolished adhesion and proliferation increments induced by BMSC-CM. TNF alpha and VEGF secretion increased in the supernatant of LPS-treated BMSCs; however, anti-VEGF neutralizing antibodies added to B16M and A375M cells prior to LPS-treated BMSC-CM resulted in a complete abrogation of both adhesion-and proliferation-stimulating effect of BMSC on melanoma cells. Conversely, recombinant VEGF increased adherence to BMSC and proliferation of both B16M and A375M cells, compared to basal medium-treated cells, while addition of celecoxib neutralized VEGF effects on melanoma. Recombinant TNFa induced B16M production of VEGF via COX-2-dependent mechanism. Moreover, exogenous PGE2 also increased B16M cell adhesion to immobilized recombinant VCAM-1. Conclusions: We demonstrate the contribution of VEGF-induced tumor COX-2 to the regulation of adhesion-and proliferation-stimulating effects of TNFa, from endotoxin-activated bone marrow stromal cells, on VLA-4-expressing

A Trabecular Bone Explant Model of Osteocyte–Osteoblast Co-Culture for Bone Mechanobiology

The osteocyte network is recognized as the major mechanical sensor in the bone remodeling process, and osteocyte-osteoblast communication acts as an important mediator in the coordination of bone formation and turnover. In this study, we developed a novel 3D trabecular bone explant co-culture model that allows live osteocytes situated in their native extracellular matrix environment to be interconnected with seeded osteoblasts on the bone surface. Using a low-level medium perfusion system, the viability of in situ osteocytes in bone explants was maintained for up to 4 weeks, and functional gap junction intercellular communication (GJIC) was successfully established between osteocytes and seeded primary osteoblasts. Using this novel co-culture model, the effects of dynamic deformational loading, GJIC, and prostaglandin E-2 (PGE(2)) release on functional bone adaptation were further investigated. The results showed that dynamical deformational loading can significantly increase the PGE(2) release by bone cells, bone formation, and the apparent elastic modulus of bone explants. However, the inhibition of gap junctions or the PGE(2) pathway dramatically attenuated the effects of mechanical loading. This 3D trabecular bone explant co-culture model has great potential to fill in the critical gap in knowledge regarding the role of osteocytes as a mechano-sensor and how osteocytes transmit signals to regulate osteoblasts function and skeletal integrity as reflected in its mechanical properties.

Fluid flow induced calcium response in bone cell network

In our previous work, bone cell networks with controlled spacing and functional intercellular gap junctions had been successfully established by using microcontact printing and self assembled monolayers technologies [Guo, X. E., E. Takai, X. Jiang, Q. Xu, G. M. Whitesides, J. T. Yardley, C. T. Hung, E. M. Chow, T. Hantschel, and K. D. Costa. Mol. Cell. Biomech. 3:95-107, 2006]. The present study investigated the calcium response and the underlying signaling pathways in patterned bone cell networks exposed to a steady fluid flow. The glass slides with cell networks were separated into eight groups for treatment with specific pharmacological agents that inhibit pathways significant in bone cell calcium signaling. The calcium transients of the network were recorded and quantitatively evaluated with a set of network parameters. The results showed that 18 alpha-GA (gap junction blocker), suramin (ATP inhibitor), and thapsigargin (depleting intracellular calcium stores) significantly reduced the occurrence of multiple calcium peaks, which were visually obvious in the untreated group. The number of responsive peaks also decreased slightly yet significantly when either the COX-2/PGE(2) or the NOS/nitric oxide pathway was disrupted. Different from all other groups, cells treated with 18 alpha-GA maintained a high concentration of intracellular calcium following the first peak. In the absence of calcium in the culture medium, the intracellular calcium concentration decreased slowly with fluid flow without any calcium transients observed. These findings have identified important factors in the flow mediated calcium signaling of bone cells within a patterned network.

O acesso aos exames de alta complexidade nos planos de saúde privados na perspectiva dos usuários

A dissertação trata do acesso aos serviços de alta complexidade, particularmente os exames diagnósticos e complementares, estudado entre usuários de planos de saúde privados que buscam atendimento e diagnóstico especializado. Desde a década de 80 o usuário do sistema público de saúde vem procurando a saúde suplementar. Contudo, afirmar que o acesso é garantido no domínio privado, através da contratação dos planos de saúde, é uma incerteza que rodeia a inspiração para esta pesquisa, que se justifica pela relevância de ações que possibilitem a melhora da qualidade regulatória dos planos de saúde, a partir do controle social de seus usuários. O objetivo geral é analisar as percepções do acesso aos exames de alta complexidade nos serviços de saúde privados entre usuários de planos de saúde. Os objetivos específicos são descrever as percepções dos usuários de planos de saúde acerca do acesso aos exames de alta complexidade; analisar as motivações dos usuários de planos de saúde privados para a realização de exames de alta complexidade através da rede privada de assistência; e analisar o nível de satisfação dos usuários de planos de saúde quanto ao acesso aos exames de alta complexidade. A metodologia é qualitativa-descritiva, onde a amostra foi de trinta usuários de planos de saúde, acima de 18 anos, selecionados no campo de estudo no ano de 2010. O cenário de estudo foi um laboratório privado de medicina diagnóstica no Rio de Janeiro. As técnicas de coleta de dados utilizadas foram formulário e entrevista individual estruturada. A análise do formulário foi realizada através de estatística descritiva, e as entrevistas através da análise de conteúdo temática-categorial. Os usuários de plano de saúde declararam que o acesso é garantido com facilidade para os exames de alta complexidade. Suas principais motivações para a realização desses exames na rede privada de assistência foram caracterizadas pela rapidez de atendimento, flexibilidade e facilidade de marcação pela internet, telefone ou pessoalmente no laboratório estudado, pronta entrega dos resultados, dificuldade e morosidade do atendimento do SUS, localização do prestador credenciado próxima de bairros residenciais ou do trabalho, resolutividade diagnóstica de imagem de excelência, possibilidade de escolha pelo usuário entre as modalidades aberta e fechada de ressonância magnética e tomografia computadorizada, além da densitometria óssea que foram facilmente acessíveis a todos os sujeitos da pesquisa. O nível de satisfação foi correspondido com a rapidez na realização dos exames em caráter eletivo e de urgência quase equiparados na escala de tempo de acordo com os usuários. Contudo, embora as notas de avaliação dos usuários quanto aos seus planos de saúde tenham sido altas, foram abordadas algumas dificuldades, tais como: prazos de validade dos pedidos médicos com datação prévia; solicitações de senhas de autorização pela operadora; burocracia nos procedimentos de agendamento; dificuldades de acesso para tratamentos como implantes, fisioterapia, RPG, pilates, home care, consultas de check up; negação de reembolsos; restrição de materiais cirúrgicos, em especial as próteses e órteses; e restrições específicas de grau para cirurgias de miopia. Conclui-se que o atendimento rápido dos exames de imagem de alto custo na amostra foi descrito como satisfatório, embora a percepção de rapidez possa variar em função do tipo de produto do plano de saúde privado contratado, com necessidade de melhoria regulatória em alguns aspectos pontuais da saúde suplementar.

Estudo clínico randomizado duplo cego comparando duas técnicas de plicatura nasal após osteotomias tipo Le Fort I

A correção de deformidades esqueléticas da face por meio de um tratamento ortodôntico-cirúrgico tornou-se uma opção segura e previsível. Os movimentos ósseos são milimetricamente calculados e executados cirurgicamente, assim como a oclusão é meticulosamente engrenada através dos movimentos ortodônticos. Os efeitos que os tecidos moles sofrem com as cirurgias ortognáticas são, no entanto, menos previsíveis, e apesar do principal objetivo da cirurgia ortognática ser uma melhora funcional, o componente estético é sem dúvida de extrema importância. Em especial, a região de base alar apresenta resultados muito variáveis, a despeito dos bons resultados esqueléticos atingidos. O objetivo deste estudo foi comparar 2 diferentes tipos de sutura utilizados na região de base do nariz, e observar qual tipo apresenta um resultado que melhor acompanhe os movimentos realizados pelo tecido esquelético. Trinta e cinco pacientes foram aleatoriamente distribuídos em 2 grupos. O grupo 1 funcionou como controle e os pacientes receberam a plicatura nasal intra-oral, que é o tipo de plicatura nasal mais descrito na literatura. Já os pacientes do grupo 2 receberam plicatura nasal extra-oral. Para análise estatística foram calculadas as médias e desvios padrões dos grupos, e a hipótese nula de que não havia diferença entre os 2 grupos foi testata com o teste T de Student. Em ambos os grupos ocorreu um alargamento da base do nariz, porém a média de alargamento do grupo 1 foi de 2,50 milímetros (mm), enquanto que a média de alargamento do grupo 2 foi de 1,26 mm. Além disso, o desvio padrão foi menor para o grupo 2, e a hipótese nula foi rejeitada (p<0,05), demonstrando que a diferença entre os grupos foi estatisticamente significativa. Pôde-se concluir que quando objetiva-se um controle mais previsível e rigoroso da base do nariz, a plicatura nasal extra-oral cumprirá melhor esta função.

Avaliação da estabilidade da cirurgia de avanço mandibular através da superposição de modelos tridimensionais

Embora a cirurgia de avanço mandibular seja considerada um procedimento altamente estável, existem algumas preocupações clínicas em relação a mudanças nos côndilos e nos segmentos proximais, que podem levar a recidiva sagital e abertura de mordida. A avaliação dos resultados da cirurgia através de ferramentas de geração e superposição de modelos virtuais tridimensionais (3D) permite a identificação e quantificação dos deslocamentos e remodelação óssea que podem ajudar a explicar as interações entre os componentes dentários, esqueléticos e de tecido mole que estão relacionados a resposta ao tratamento. Este estudo observacional prospectivo avaliou, através de tomografia computadorizada de feixe cônico (CBCT), mudanças na posição/remodelação 3D dos ramos mandibulares, côndilos e mento. Assim, exames CBCT de 27 pacientes foram adquiridos antes da cirurgia (T1), imediatamente após a cirurgia(T2), e 1 ano após a cirurgia(T3). Uma técnica automática de superposição na base do crânio foi utilizada para permitir a avaliação das mudanças ocorridas nas regiões anatômicas de interesse (RAI). Os deslocamentos foram visualizados e quantificados em mapas coloridos 3D através da ferramenta de linha de contorno (ISOLINE). Pelo teste t pareado compararam-se as mudanças entre T1-T2 e T2-T3. O coeficiente de correlação de Pearson verificou se os deslocamentos ocorridos nas RAI foram correlacionados entre si e entre os tempos de avaliação. O nível de significância foi determinado em 0,05. O avanço mandibular médio foi de 6,813,2mm em T2 e 6,363,41mm em T3 (p=0,13). Entre T2 e T3, a posição do mento variou positivamente (≥2mm) em 5 pacientes negativamente em 7. 12% dos pacientes sofreram recidivas ≥4mm. Para todas as outras RAI avaliadas, apenas a porção inferior dos ramos (lado direito - 2,342,35mm e lado esquerdo 2,972,71mm) sofreram deslocamentos médios >2mm com a cirurgia. No acompanhamento em longo prazo, esse deslocamento lateral da porção inferior dos ramos foi mantido (lado direito - 2,102,15mm, p=0,26; e lado esquerdo -2,762,80, p=0,46), bem como todos os outros deslocamentos observados (p>0,05). As mudanças na posição do mento foram correlacionadas a adaptações pós-cirúrgicas nos bordos posteriores dos ramos (esquerdo r=-0,73 e direito r=-0,68) e côndilos (esquerdo r=-0,53 e direito r=-0,46). Os deslocamentos médios sofridos pelas estruturas do lado esquerdo foram suavemente maiores do que no direito. Correlações dos deslocamentos ocorridos entre T1-T2 e T2-T3 mostraram que: os deslocamentos dos côndilos esquerdos com a cirurgia foram negativamente correlacionados às adaptações pós-cirúrgicas destes (r=-0,51); e que o deslocamento da porção superior do ramo esquerdo com a cirurgia foi correlacionado à adaptação pós-cirúrgica ocorrida nos bordos posteriores (r=0,39) e côndilos do mesmo lado (r=0,39). Pode-se concluir que: (1) os deslocamentos causados pela cirurgia foram de modo geral estáveis no acompanhamento de 1 ano, mas identificou-se uma considerável variação individual; (2) as mudanças pós-cirúrgicas na posição do mento foram correlacionadas a adaptações sofridas pelos côndilos e bordos posteriores dos ramos; e que (3) deslocamentos suavemente maiores causados pela cirurgia nas estruturas do lado esquerdo levaram a maiores adaptações pós-cirúrgicas no segmento proximal deste lado.