RESUMO
Trauma or disease inflicted by tissue injuries may cause tissue degeneration. The use of biomaterials for direct or indirect repair has emerged as a promising alternative, and has become an important research topic. The pequi fruit (Caryocar brasiliense Camb.) has shown antifungal, antibacterial, anti-inflammatory, healing, antitumor, and antioxidant properties. The objective of this study was to develop a new biomaterial using a combination of collagen, gelatin, and pulp pequi oil, and to evaluate its biocompatibility in comparison with that of biomaterials produced without pulp pequi oil. Membranes were prepared from a mixture of bovine tendon collagen, commercial gelatin, and pulp pequi oil. The inflammatory and cicatricial processes were assessed via histopathology of the tissue interface/implants in the subcutaneous tissues and quantitative evaluation of leukocyte and collagen production in Wistar rats. It was observed that the presence of pequi oil reduced the amount of foreign-body giant cells and favored the recruitment of fibroblasts (P< 0.01), thereby promoting greater production of collagen membrane than that in the membranes of control samples. Therefore, it can be concluded that the addition of pequi oil improved the biocompatibility of collagen and accelerated the healing process.(AU)
Trauma ou lesões causadas por doenças podem enfraquecer e degenerar os tecidos humanos e animais. O uso de biomateriais para reparação direta ou indireta surgiu como uma alternativa promissora e tornou-se um importante tema de pesquisa. O óleo de pequi (Caryocar brasiliense Camb.) mostrou propriedades antifúngicas, antibacterianas, anti-inflamatórias, curativas, antitumorais e antioxidantes. O objetivo deste estudo foi obter um novo biomaterial, produzido pela combinação de óleo de pequi, colágeno e gelatina, para avaliar sua biocompatibilidade em comparação às membranas produzidas sem o óleo. As membranas foram preparadas por meio da mistura de colágeno de tendão bovino, gelatina comercial e óleo de pequi. Os processos inflamatórios e cicatriciais foram avaliados por histopatologia da interface / implantes de tecido subcutâneo de ratos Wistar para avaliação quantitativa da produção de leucócitos e colágeno. Observou-se que a presença de óleo de pequi reduziu a quantidade de células gigantes de corpo estranho e favoreceu o recrutamento de fibroblastos (P<0,01), promovendo, assim, maior produção da membrana de colágeno em comparação com a membrana de controle. Portanto, pode-se concluir que a adição de óleo de pequi melhorou a biocompatibilidade do colágeno e acelerou o processo de cicatrização.(AU)
Assuntos
Animais , Ratos , Materiais Biocompatíveis/uso terapêutico , Lesões dos Tecidos Moles/veterinária , Ericales , Cicatrização , Colágeno/uso terapêutico , Gelatina/uso terapêuticoRESUMO
Trauma or disease inflicted by tissue injuries may cause tissue degeneration. The use of biomaterials for direct or indirect repair has emerged as a promising alternative, and has become an important research topic. The pequi fruit (Caryocar brasiliense Camb.) has shown antifungal, antibacterial, anti-inflammatory, healing, antitumor, and antioxidant properties. The objective of this study was to develop a new biomaterial using a combination of collagen, gelatin, and pulp pequi oil, and to evaluate its biocompatibility in comparison with that of biomaterials produced without pulp pequi oil. Membranes were prepared from a mixture of bovine tendon collagen, commercial gelatin, and pulp pequi oil. The inflammatory and cicatricial processes were assessed via histopathology of the tissue interface/implants in the subcutaneous tissues and quantitative evaluation of leukocyte and collagen production in Wistar rats. It was observed that the presence of pequi oil reduced the amount of foreign-body giant cells and favored the recruitment of fibroblasts (P< 0.01), thereby promoting greater production of collagen membrane than that in the membranes of control samples. Therefore, it can be concluded that the addition of pequi oil improved the biocompatibility of collagen and accelerated the healing process.(AU)
Trauma ou lesões causadas por doenças podem enfraquecer e degenerar os tecidos humanos e animais. O uso de biomateriais para reparação direta ou indireta surgiu como uma alternativa promissora e tornou-se um importante tema de pesquisa. O óleo de pequi (Caryocar brasiliense Camb.) mostrou propriedades antifúngicas, antibacterianas, anti-inflamatórias, curativas, antitumorais e antioxidantes. O objetivo deste estudo foi obter um novo biomaterial, produzido pela combinação de óleo de pequi, colágeno e gelatina, para avaliar sua biocompatibilidade em comparação às membranas produzidas sem o óleo. As membranas foram preparadas por meio da mistura de colágeno de tendão bovino, gelatina comercial e óleo de pequi. Os processos inflamatórios e cicatriciais foram avaliados por histopatologia da interface / implantes de tecido subcutâneo de ratos Wistar para avaliação quantitativa da produção de leucócitos e colágeno. Observou-se que a presença de óleo de pequi reduziu a quantidade de células gigantes de corpo estranho e favoreceu o recrutamento de fibroblastos (P<0,01), promovendo, assim, maior produção da membrana de colágeno em comparação com a membrana de controle. Portanto, pode-se concluir que a adição de óleo de pequi melhorou a biocompatibilidade do colágeno e acelerou o processo de cicatrização.(AU)
Assuntos
Animais , Ratos , Materiais Biocompatíveis/uso terapêutico , Lesões dos Tecidos Moles/veterinária , Ericales , Cicatrização , Colágeno/uso terapêutico , Gelatina/uso terapêuticoRESUMO
The aims of this study were to characterize different BS/PLGA composites for their physicochemical and morphological characteristics and evaluate the in vitro and in vivo biological performance. The physicochemical and morphological modifications were analyzed by pH, mass loss, XRD, setting time, and SEM. For in vitro analysis, the osteoblast and fibroblast viability was evaluated. For in vivo evaluations, histopathology and immunohistochemistry were performed in a tibial defect in rats. After incubation, all composites presented lower values in pH and mass loss over time. Moreover, XRD and SEM analysis confirmed that the composites degraded over time. Additionally, pore formation was observed by SEM analysis after incubation mainly in BS/PLGA groups. BS/PLGA showed significantly increased in osteoblast viability 24 h. Moreover, BS/PLGA composites demonstrated an increase in fibroblast viability in all periods analyzed when compared to BS. In the in vivo study, after 2 and 6 weeks of implantation of biomaterials, histopathological findings revealed that the BS/PLGA composites degrades over time, mainly at periphery. Moreover, can be observed the presence of granulation tissue, bone formation, Runx-2, and RANKL immunoexpression in all groups. In conclusion, BS/PLGA composites present appropriate physicochemical characteristics, stimulate the cellular viability, and enhance the bone repair in vivo. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res Part B: Appl Biomater, 105B: 1063-1074, 2017.
Assuntos
Ácido Láctico , Teste de Materiais , Osteoblastos/metabolismo , Ácido Poliglicólico , Silicatos , Tíbia/metabolismo , Fraturas da Tíbia/terapia , Animais , Linhagem Celular , Sobrevivência Celular/efeitos dos fármacos , Fibroblastos/citologia , Fibroblastos/patologia , Concentração de Íons de Hidrogênio , Ácido Láctico/química , Ácido Láctico/farmacologia , Camundongos , Osteoblastos/patologia , Osteogênese/efeitos dos fármacos , Ácido Poliglicólico/química , Ácido Poliglicólico/farmacologia , Copolímero de Ácido Poliláctico e Ácido Poliglicólico , Ratos , Silicatos/química , Silicatos/farmacologia , Tíbia/patologia , Fraturas da Tíbia/metabolismo , Fraturas da Tíbia/patologiaRESUMO
As lesões em membros de grandes animais são um desafio para médicos veterinários, uma vez que somente a osteossíntese não garante resultados satisfatórios. Muitos pesquisadores vêm se dedicando ao desenvolvimento e estudo de substitutos ósseos produzidos de materiais naturais, como quitosana, colágeno e hidroxiapatita, que auxiliam na regeneração óssea. Seis ovinos fêmeas da raça Santa Inês foram submetidos a ostectomias unicorticais de sete milímetros de diâmetro na região proximal da superfície dorsomedial dos III/IV metacarpianos. Foi implantado compósito de quitosana, colágeno e hidroxiapatita em um membro torácico para avaliação da biocompatibilidade do material ao tecido ósseo ovino, e no membro contralateral foi reproduzida a mesma técnica, porém foi mantido sem preenchimento, como controle. Após 60 dias do procedimento cirúrgico, realizou-se biópsia óssea na área de interface entre biomaterial/osso (membro com compósito) e tecido neoformado/osso (membro controle), para realização de avaliação histológica do material não descalcificado, por meio de microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura. Na análise histomorfométrica, mediante microscopia de luz, foi possível identificar maior porcentagem de tecido neoformado em membro controle, quando comparado ao membro com compósito (80% e 63,5%, respectivamente; P<0,05). Por meio da microscopia eletrônica de varredura, observou-se invasão da estrutura interna do compósito por tecido ósseo neoformado. Não houve formação de tecido cicatricial, reação de corpo estranho ou resposta inflamatória crônica nas amostras analisadas. Conclui-se que o compósito de quitosana, colágeno e hidroxiapatita, quando implantado em tecido ósseo ovino, apresenta biocompatibilidade e perfil osteocondutor.(AU)
Fracture management poses a great challenge to large animal practitioners. Osteosynthesis alone is often insufficient to provide satisfactory outcomes in large animals; therefore, several research efforts have been made to investigate and develop bone substitutes capable of promoting bone regeneration. Chitosan-collagen-hydroxyapatite composites constitute a promising alternative given their similar composition to bone. Six Santa Inês ewes were submitted to the creation of experimental 7mm wide unicortical defects on the dorsomedial aspect of the proximal III/IV metacarpal bone diaphysis. Limbs were randomly selected for treatment with chitosan-collagen-hydroxyapatite composite or to serve as untreated controls. Biopsy fragments were collected from the bone/new bone or the bone/biomaterial interface (control and treated defects respectively) within 60 days of surgery; composite biocompatibility was assessed using light and scanning electron microscopy. Histomorphometric analysis under light microscopy revealed greater percentage of new bone tissue in control compared to treated defects (80% and 63.5% respectively; P<0.05). No scar tissue formation, foreign body or chronic inflammatory reactions were observed. Scanning electron microscopy revealed invasion of the composite by new bone tissue. The chitosan-collagen-hydroxyapatite composite studied is biocompatible with bone and shows osteoconductive properties in sheep.(AU)
Assuntos
Animais , Ovinos , Materiais Biocompatíveis/análise , Osso e Ossos , Substitutos Ósseos/análise , Quitosana/uso terapêutico , Colágeno/uso terapêutico , Hidroxiapatitas , Microscopia Eletrônica de Varredura/veterinária , Regeneração ÓsseaRESUMO
As lesões em membros de grandes animais são um desafio para médicos veterinários, uma vez que somente a osteossíntese não garante resultados satisfatórios. Muitos pesquisadores vêm se dedicando ao desenvolvimento e estudo de substitutos ósseos produzidos de materiais naturais, como quitosana, colágeno e hidroxiapatita, que auxiliam na regeneração óssea. Seis ovinos fêmeas da raça Santa Inês foram submetidos a ostectomias unicorticais de sete milímetros de diâmetro na região proximal da superfície dorsomedial dos III/IV metacarpianos. Foi implantado compósito de quitosana, colágeno e hidroxiapatita em um membro torácico para avaliação da biocompatibilidade do material ao tecido ósseo ovino, e no membro contralateral foi reproduzida a mesma técnica, porém foi mantido sem preenchimento, como controle. Após 60 dias do procedimento cirúrgico, realizou-se biópsia óssea na área de interface entre biomaterial/osso (membro com compósito) e tecido neoformado/osso (membro controle), para realização de avaliação histológica do material não descalcificado, por meio de microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura. Na análise histomorfométrica, mediante microscopia de luz, foi possível identificar maior porcentagem de tecido neoformado em membro controle, quando comparado ao membro com compósito (80% e 63,5%, respectivamente; P<0,05). Por meio da microscopia eletrônica de varredura, observou-se invasão da estrutura interna do compósito por tecido ósseo neoformado. Não houve formação de tecido cicatricial, reação de corpo estranho ou resposta inflamatória crônica nas amostras analisadas. Conclui-se que o compósito de quitosana, colágeno e hidroxiapatita, quando implantado em tecido ósseo ovino, apresenta biocompatibilidade e perfil osteocondutor.(AU)
Fracture management poses a great challenge to large animal practitioners. Osteosynthesis alone is often insufficient to provide satisfactory outcomes in large animals; therefore, several research efforts have been made to investigate and develop bone substitutes capable of promoting bone regeneration. Chitosan-collagen-hydroxyapatite composites constitute a promising alternative given their similar composition to bone. Six Santa Inês ewes were submitted to the creation of experimental 7mm wide unicortical defects on the dorsomedial aspect of the proximal III/IV metacarpal bone diaphysis. Limbs were randomly selected for treatment with chitosan-collagen-hydroxyapatite composite or to serve as untreated controls. Biopsy fragments were collected from the bone/new bone or the bone/biomaterial interface (control and treated defects respectively) within 60 days of surgery; composite biocompatibility was assessed using light and scanning electron microscopy. Histomorphometric analysis under light microscopy revealed greater percentage of new bone tissue in control compared to treated defects (80% and 63.5% respectively; P<0.05). No scar tissue formation, foreign body or chronic inflammatory reactions were observed. Scanning electron microscopy revealed invasion of the composite by new bone tissue. The chitosan-collagen-hydroxyapatite composite studied is biocompatible with bone and shows osteoconductive properties in sheep.
Assuntos
Animais , Materiais Biocompatíveis/análise , Osso e Ossos , Substitutos Ósseos/análise , Ovinos , Regeneração Óssea , Quitosana/uso terapêutico , Colágeno/uso terapêutico , Hidroxiapatitas , Microscopia Eletrônica de Varredura/veterináriaRESUMO
This work describes the preparation and characterization of anionic collagen composites with rhamsan and vinylidene fluoride-trifluorethylene with improved rheological and dielectric properties without loss of collagen secondary structure with an interaction occurring between both macromolecules of the composites. On a comparative basis, the force needed for the extrusion of anionic collagen:rhamsan composites was in the range from 0.088 to 0.080 J compared to that for collagen of 0.189 J. Anionic collagen:vinylidene fluoride-trifluorethylene composites were characterized, in the case of the 1:1 composite, by a pyroelectric coefficient of 1.89 x 10(-4) cm(-2) K(-1), which was significantly higher than those determined under the same conditions for native anionic collagen and vinylidene fluoride-trifluorethylene.