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A apatita biológica apresenta em sua composição íons de carbonato, que apresentam importante papel mecânico e biológico, como a possibilidade de se ajustar e formar grânulos de formatos e tamanhos variados, permitindo a neoformação óssea através do material. Por isso, a grande disponibilidade, baixo custo, e facilidade de manuseio, fazem com que os cimentos ósseos a base de hidroxiapatita carbonatada ganhem notoriedade nas aplicações cirúrgicas de reconstrução e regeneração óssea. O objetivo do trabalho é sintetizar e caracterizar hidroxiapatita nanoparticulada (HAP) pura, substituída por carbonato (HAC) e cimento de hidroxiapatita carbonatada (CHAC). Caracterização físico-química dos pós/cimentos e testes biológicos in vitro foram avaliados em Cocultura celular de L929 e MC3T3. Para a pesquisa, três amostras foram estudadas: Cimento de hidroxiapatita pura (CHAP), CHAC com 5% de carbonato (CHAC5) e com 10% (CHAC10). A caracterização foi avaliada por Microscopia eletrônica de varredura (SEM), difração de raios-x (XRD), FT-IR, Ângulo de Contato, Teste de pH, Tempo de Presa e Teste de Resistência à Lavagem. Os testes biológicos foram feitos por MTT Assay, Mineralização por Vermelho de Alizarina S e Teste de Hemólise. As amostras de CHAC apresentaram resultados de caracterização semelhantes aos encontrados na literatura com picos de cristalinidade menores, evidenciando maior solubilidade da amostra, porém sem apresentar desintegração do cimento quando em solução. Além disso, se mostrou hidrofílico e apresentou pH compatível com utilização para regeneração óssea. Nos testes biológicos, CHAC apresentou aumento da viabilidade celular e estimulou mineralização, sem gerar lise celular. Portanto, foi possível observar que os cimentos a base de hidroxiapatita carbonatada apresentaram resultados promissores para a regeneração óssea, aumentando a viabilidade celular e estimulando mineralização sem causar hemólise. Os resultados dos testes de pH e tempo de presa também corroboram para a continuação dos estudos acerca do biomaterial desenvolvido.

Biological apatite has carbonate ions in its composition, which play an important mechanical and biological role, such as the possibility of adjusting and forming granules of varying shapes and sizes, allowing bone to be neoformed through the material. For this reason, its wide availability, low cost and ease of handling mean that carbonate hydroxyapatite-based bone cements are gaining prominence in surgical applications for bone reconstruction and regeneration. The aim of this study is to create carbonate-substituted nanoparticulate hydroxyapatite (HAC) and produce a carbonated hydroxyapatite bone cement (CHAC). In order to achieve this objective, the initial substances and cements were synthesized and subjected to physicochemical analysis. Subsequently, they were tested in a laboratory setting using a cell coculture of L929 and MC3T3. The study examined three samples: pure hydroxyapatite cement (CHAP), CHAC with 5% carbonate (CHAC5), CHAC with 10% carbonate (CHAC10). The characterization was assessed using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), contact angle measurements, pH testing, setting time analysis, and wash resistance testing. The cytotoxicity was assessed using the MTT test, mineralization, and hemolysis. The characterization of the CHAC yielded results consistent with those reported in the literature, indicating decreased crystallinity peaks and increased solubility of the sample. However, the cement did not disintegrate when dissolved. Furthermore, it was demonstrated to possess hydrophilic properties and exhibited a pH that is suitable for its application in bone regeneration. During the biological experiments, CHAC exhibited enhanced cell viability and promoted mineralization, without inducing cell hemolysis. Carbonated hydroxyapatite-based cements shown encouraging outcomes in promoting bone regeneration and enhancing cell viability. The test findings indicate that the developed biomaterial created a conductive environment for bone regeneration.

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Abstract Objective This study evaluated and compared the tibial component migration in cemented and uncemented total knee arthroplasty (TKA) with no hydroxyapatite coating 2, 5, and 10 years after surgery. Methods This meta-analysis followed the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) based on PubMed and MeSH database queries from June to July 2022. Results The meta-analysis included eight randomized clinical studies evaluating 668 knees undergoing TKA. The maximum total point motion (MTPM) in cemented TKAs was higher in 5 years, with a mean value of 0.67 mm (95% confidence interval [CI], 0.52 to 0.87). Uncemented TKAs also presented higher mean MTPM in 5 years (1 mm; 95% CI, 0.82 to 1.22). Uncemented coated ATKs had a higher mean MTPM in 10 years (1.30 mm; 95% CI, 0.70 to 2.39). MTPM was statistically similar in the short- and long-term for cemented and uncemented techniques, with a standardized mean difference of -0.65 (95% CI, -1.65 to 0.35). Conclusion Tibial component migration in TKA was statistically similar at 2, 5, and 10 years in cemented and uncemented techniques, either with or without coating. However, due to the scarce literature, further studies are required with a longer follow-up time.

Resumo Objetivo Avaliar e comparar a migração obtida pelo componente tibial na Artroplastia Total de Joelho (ATJ) cimentada, não cimentada sem revestimento e não cimentada com revestimento de hidroxapatita aos 2, 5 e 10 anos pós operatório. Métodos Esta metanálise foi conduzida de acordo com o Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA). Foi realizada busca a partir das bases de dados PubMed e MeSH no período de junho a julho de 2022. Resultados Oito ensaios clínicos randomizados foram incluídos. Um total de 668 joelhos submetidos a ATJ foram avaliados. Observou-se que a média de Maximun Total Point Motion (MTPM) nas ATJ cimentada foi maior em experimentos com cinco anos com média de 0,67 mm (IC95% - 0,52 a 0,87), as ATJ não cimentadas com revestimento de hidroxapatita também obtiveram maior média neste período (1mm; IC95% - 0,82 a 1,22). Em ATJ não cimentada sem revestimento o maior MTPM médio ocorreu no período de 10 anos (1,30mm; IC95% - 0,70 a 2,39). O MTPM foi estatisticamente semelhante no curto e longo prazo ao comparar as técnicas cimentada e não cimentada, com diferença média padronizada -0,65 (IC95%, -1,65 a 0,35). Conclusão A migração obtida pelo componente tibial na artroplastia total de joelho (ATJ) foi estatisticamente semelhante em 2, 5 e 10 anos ao comparar as técnicas cimentada e não cimentada (com e sem revestimento). Entretanto, devido ao pequeno número de artigos existentes, são necessários mais estudos clínicos sobre tais técnicas e com maior tempo de acompanhamento.

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Abstract Objective This study assessed differences between fully- and partially-threaded screws in the initial interfragmentary compression strength. Our hypothesis was that there would be an increased loss in initial compression strength with the partially-threaded screw. Methods A 45-degree oblique fracture line was created in artificial bone samples. The first group (FULL, n = 6) was fixed using a 3.5-mm fully-threaded lag screw, while the second group (PARTIAL, n = 6) used a 3.5-mm partially-threaded lag screw. Torsional stiffness for both rotational directions were evaluated. The groups were compared based on biomechanical parameters: angle-moment-stiffness, time-moment-stiffness, maximal torsional moment (failure load), and calibrated compression force based on pressure sensor measurement. Results After loss of one PARTIAL sample, no statistically significant differences in calibrated compression force measurement were observed between both groups: [median (interquartile range)] FULL: 112.6 (10.5) N versus PARTIAL: 106.9 (7.1) N, Mann-Whitney U-test: p = 0.8). In addition, after exclusion of 3 samples for mechanical testing (FULL n = 5, PARTIAL n = 4), no statistically significant differences were observed between FULL and PARTIAL constructs in angle-moment-stiffness, time-moment-stiffness, nor maximum torsional moment (failure load). Conclusion There is no apparent difference in the initial compression strength (compression force or construct stiffness or failure load) achieved using either fully-or partially-threaded screws in this biomechanical model in high-density artificial bone. Fully-threaded screws could, therefore, be more useful in diaphyseal fracture treatment. Further research on the impact in softer osteoporotic, or metaphyseal bone models, and to evaluate the clinical significance is required.

Resumo Objetivo Este estudo avaliou diferenças entre parafusos com rosca total ou parcial na resistência à compressão interfragmentar inicial. Nossa hipótese era de que haveria maior perda de resistência à compressão inicial com o parafuso de rosca parcial. Métodos Uma linha de fratura oblíqua de 45 graus foi criada em amostras de osso artificial. O primeiro grupo (TOTAL, n = 6) foi fixado com um parafuso de 3,5 mm de rosca total, enquanto o segundo grupo (PARCIAL, n = 6) usou um parafuso de 3,5 mm de rosca parcial. Avaliamos a rigidez à torção em ambas as direções de rotação. Os grupos foram comparados com base nos seguintes parâmetros biomecânicos: momento de rigidez-ângulo, momento de rigidez-tempo, momento de torção máxima (carga de falha) e força de compressão calibrada com base na medida do sensor de pressão. Resultados Depois da perda de uma amostra PARCIAL, não foram observadas diferenças estatisticamente significativas na força de compressão calibrada entre os 2 grupos [mediana (intervalo interquartil)]: TOTAL: 112,6 (10,5) N e PARCIAL: 106,9 (7,1) N, com p = 0,8 segundo o teste U de Mann-Whitney). Além disso, após a exclusão de 3 amostras para testes mecânicos (TOTAL, n = 5, PARCIAL, n = 4), não foram observadas diferenças estatisticamente significativas entre os construtos TOTAL e PARCIAL quanto ao momento de rigidez-ângulo, momento de rigidez-tempo ou momento de torção máxima (carga de falha). Conclusão Não há diferença aparente na força de compressão inicial (força de compressão ou rigidez do construto ou carga de falha) com o uso de parafusos de rosca total ou parcial neste modelo biomecânico em osso artificial de alta densidade. Parafusos de rosca total podem, portanto, ser mais úteis no tratamento de fraturas diafisárias. Mais pesquisas são necessárias sobre o impacto em modelos ósseos osteoporóticos ou metafisários de menor densidade e avaliação do significado clínico.

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A engenharia de tecidos e de regeneração tecidual óssea tornou-se uma área muitoimportante para o desenvolvimento de materiais alternativos funcionais para restaurar, manter ou melhorar a função de um tecido danificado. Atualmente, com o grande avanço tecnológico na área da ciência, o desenvolvimento e aprimoramento de biomateriais tornou-se necessário para a evolução de melhoresbiomateriais que irão contribuir na melhora da qualidade de vida da população. Dessa forma, o objetivo neste estudo foi avaliar a influência dos aditivos de aluminato de cálcio e de zircônia no cimento ósseo de polimetilmetacrilato (PMMA) na osteogênese in vitro com células obtidas de fêmures de ratos. Após aprodução das amostras, foi realizada a caracterização utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de dispersão de energia e infravermelho por transformação de EDS (FT-IR). Posteriormente à caracterização, as amostras foram submetidas aos testes biológicos in vitro utilizando células mesenquimais obtidas de fêmures de ratos. As células foram isoladas e plaqueadas com as amostras visando avaliar a influência dos biomateriais na atividade e diferenciação celular de osteoblastos. Após períodos pré-determinados, foram realizados os testes de citotoxicidade, atividade de fosfatase alcalina, produção de proteína total, formação dos nódulos de mineralização, genotoxicidade e proliferação celular. A caracterização por MEV- FE mostrou que as amostras apresentaram características morfológicas topográficas modificadas, Na superfície do PMMA observam-se partículas maiores quando comparado com as blendas. O EDS demonstrou que as amostrasevidenciam a presença de elementos químicos que compõem o biomaterial, em quantidades diferentes. A espectroscopia de infravermelho por transformação de Fourier (FT-IR) evidenciou a composição das amostras com ligações químicas semelhantes, sem evidência dos elementos aditivos. Os resultados dos testes celulares mostraram que as amostras não foram citotóxicas e permitiram a atividade, adesão e diferenciação celular, porém não houve diferença estatística entre os grupos experimentais e o controle nos testes de citotoxidade, proteína total e fosfatase alcalina (p>0,05). Nas imagens de MEV das amostras do grupo PMMA sugere-se menos células, enquanto as amostras dos grupos PMMA+CACe PMMA+Z sugeriram mais células na superfície das amostras. Na contagem de micronúcleos do teste de genotoxicidade, o grupo de amostras de PMMA+CAC mostrou menor quantidade de micronúcleos comparado a todos os grupos, e as amostras de PMMA+Z mostraram mais micronúcleos formados. Concluiu-se que as amostras produzidas com os aditivos (aluminato de cálcio e zircônia), são promissoras devido a ausência de toxicidade e por permitirem a diferenciação celular (AU).

Tissue engineering and bone tissue regeneration has become a very important area for the development of functional alternative materials to restore, maintain or improve the function of damaged tissue. Currently, with the greattechnological advance in the area of science, the development and improvement of biomaterialshas become necessary for the evolution of better biomaterials that will contributeto the improvement of the population's quality of life. Thus, the aim of this study was to evaluate the influence of calcium aluminate and zirconia additives in polymethylmethacrylate (PMMA) bone cement on in vitro osteogenesis with cellsobtained from rat femurs. After sample production, characterization was performed using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersion spectroscopy and EDS transformation infrared (FT-IR). After characterization, the samples were submitted to in vitro biological tests using mesenchymal cells obtained from rat femurs. The cells were isolated and plated with the samples in order to evaluate the influence of biomaterials on the activity and cell differentiation of osteoblasts. After predetermined periods, cytotoxicity, alkaline phosphatase activity, total protein production, formation of mineralization nodules, genotoxicity and cell proliferation were performed. The characterizationby SEM-FE showed that the samples showed modified topographic morphological characteristics. On the surface of the PMMA larger particles are observed when compared to the blends. The EDS showed that the samples show the presence of chemical elements that make up the biomaterial,in different quantities. Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) The composition of the samples showedsimilar chemical bonds, with no evidence of additive elements. The results of the cellular tests showed that the samples were not cytotoxic and allowed cell activity,adhesion and differentiation, but there was no statistical difference between the experimental groups and the control in the cytotoxicity, total protein and alkalinephosphatase tests (p>0.05 ). The SEMimages of the samples from the PMMA group suggested fewer cells, while the samples from the PMMA+CAC andPMMA+Z groups suggested more cells on the surface of the samples. In the micronucleus count of the genotoxicity test, thegroup of PMMA+CAC samples showed a lower amount of micronuclei compared to all groups, and the PMMA+Zsamples showed more micronuclei formed. It was concluded that the samples produced with the additives (calcium aluminate and zirconia) are promising dueto the absence of toxicity and for allowing cell diferentiation (AU)

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A reabilitação oral dos pacientes pode ser afetada pela pouca quantidade de tecido ósseo presente em cavidade oral. As perdas ósseas estão associadas às exodontias, doenças periodontais, infecções, trauma e doenças congênitas. Visando alcançar características ideais para o ganho e/ou recuperação do tecido ósseo perdido cimentos ósseos estão sendo usados no tratamento dessas lesões devido às suas propriedades de biocompatibilidade e osteocondução contribuindo para a recuperação estética e funcional dos pacientes. Este estudo teve como objetivo pesquisar os efeitos da aplicação de um novo cimento odontológico contendo nano- hidroxiapatita, óxido de zinco nanoparticulado, quitosana, com doxiciclina (DHCZ) e sem doxiciclina (HCZ) na regeneração óssea de defeitos alveolares. Utilizaram-se quarenta ratos Wistar machos com 6 semanas de vida, pesando em média 175 gramas. Um Defeito ósseo alveolar foi confeccionado após exodontia do primeiro molar superior esquerdo, foram preenchidos aleatoriamente em quatro grupos: G1: cimento DHCZ, G2: cimento HCZ, G3: matriz óssea desmineralizada bovina (MODB) e G4: controle-coágulo sanguíneo. Ao final de cada tempo experimental, 14 dias (T1) e 28 dias (T2) os animais foram eutanasiados e as maxilas dissecadas foram mantidas em formol 10% por 48 horas. Após descalcificação os tecidos foram submetidos à avaliação histológica com coloração de Hematoxilina/Eosina (HE) e tricrômica de Masson para então passar por análise histomorfométrica. Histologicamente foram observadas diferenças em relação à degradação do biomaterial sendo maior no cimento DHCZ. As trabéculas ósseas neoformadas estiveram presentes em todos os grupos, mas a quantidade e tamanho dos espaços medulares e a quantidade de vasos sanguíneos presentes neles variaram entre os grupos. Osteócitos foram observados dispersos na matriz óssea dentro de lacunas de menor tamanho no T2 em relação ao T1, em todos os grupos, além da matriz óssea estar mais organizada. A presença de fibras colágenas foi verificada na coloração tricrômica de Masson em todos os grupos. As análises histomorfométricas mostraram que todos os grupos preenchidos com biomaterial tiveram neoformação óssea acima de 37%, sendo maior no grupo preenchido com DHCZ (55%). No T2 os grupos preenchidos com biomaterial apresentaram preenchimento acima de 67%, sendo maior no MODB (80%), porém os resultados do grupo DHCZ tiveram uma resposta similar (77%). Os dados da histomorfometria foram submetidos ao teste estatístico não-paramétrico Kruskal Wallis com nível de significância de (p<0,05). Os resultados mostraram que quando se compara o cimento ósseo DHCZ no T1 com todos os grupos do T2 não houve diferença estatística significativa indicando que foi preciso menos tempo para atingir o mesmo nível alcançado no T2 por todos os grupos. Com base nos resultados obtidos é possível concluir que o cimento odontológico contendo doxiciclina, proposto no presente estudo, promoveu uma excelente resposta na regeneração do defeito alveolar em ratos com em relação à área do preenchimento nos primeiros 14 dias sendo significativamente maior.

Oral rehabilitation of patients can be affected by the small amount of bone tissue present in the oral cavity. Bone loss is associated with tooth extractions, periodontal diseases, infections, trauma and congenital diseases. In order to achieve ideal characteristics for the gain and / or recovery of lost bone tissue, bone cements are being used in the treatment of these injuries due to their biocompatibility and osteoconduction properties, contributing to the patients' aesthetic and functional recovery. This study aimed to research the effects of the application of a new dental cement containing nano-hydroxyapatite, nanoparticulate zinc oxide, chitosan, with doxycycline (DHCZ) and without doxycycline (HCZ) on bone regeneration of alveolar defects. Forty six-week-old male Wistar rats, weighing an average of 175 grams, were used. An alveolar bone defect was made after extraction of the left upper first molar, and were randomly filled in four groups: G1: DHCZ cement, G2: HCZ cement, G3: bovine demineralized bone matrix (MODB) and G4: blood clot control. At the end of each experimental time, 14 days (T1) and 28 days (T2) the animals were euthanized and the dissected jaws were kept in 10% formaldehyde for 48 hours. After descaling, the tissues were subjected to histological evaluation with Hematoxylin / Eosin (HE) staining and Masson's trichrome staining and histomorphometric analyzes. Histologically, differences were observed in relation to the degradation of the biomaterial, being greater in DHCZ cement. Newly formed bone trabeculae were present in all groups, but the number and size of the medullary spaces and the number of blood vessels present in them varied between groups. Osteocytes were observed dispersed in the bone matrix within smaller gaps in T2 than in T1 in all groups, and the bone matrix was more organized. The presence of collagen fibers was verified in Masson's trichrome staining in all groups. Histomorphometric analyzes showed that all groups filled with biomaterial had new bone formation above 37%, being higher in the group filled with DHCZ (55%). In T2, the groups filled with biomaterial had a fill above 67%, being higher in MODB (80%), however the results of the DHCZ group had a similar response 77%. Histomorphometric data were submitted to the Kruskal Wallis non-parametric statistical test with a level of significance of (p <0.05). The results showed that when comparing the DHCZ bone cement in T1 with all groups in T2 there was no statistically significant difference indicating that it took less time to reach the same level reached in T2 by all groups. Based on the results obtained, it is possible to conclude that the dental cement containing doxycycline, proposed in the present study, promoted an excellent response in the regeneration of the alveolar defect in rats with respect to the area of filling in the first 14 days being significantly larger.

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PURPOSE: The objective of this paper was to evaluate the biocompatibility of calcium phosphate cement in radius of rabbits. METHODS: For this experiment, calcium phosphate were implanted in the radius of 16 rabbits, divided in two groups (GI and GII), according to postoperative follow-up of 12 and 26 weeks, respectively. Reactions of these biomaterials on animal bone tissue were observed. X-ray, optical densitometry, optical microscopy and scanning electron microscopy analyses were performed. RESULTS: It was observed that calcium phosphate cement were partially resorbed during the 26-week follow-up, showing biocompatibility, with absence of inflammatory or other undesirable reactions due to the implants. CONCLUSIONS: Calcium phosphate-based cements did not cause inflammatory reactions when in contact with the osseous tissue, and were therefore biocompatible. Follow-up periods longer than 26 weeks are necessary to better evaluate the behavior of calcium phosphate-based cement.

OBJETIVO: Avaliar a biocompatibilidade do cimento de fosfato de cálcio, para verificar sua eficácia como possível substituto ósseo. MÉTODOS: No presente trabalho, foi utilizado cimento de fosfato de cálcio em rádio de 8 coelhos, separados em dois grupos (GI e GII), referentes aos tempos de observação de 12 e 26 semanas pós-operatórias, a fim de se observar as reações entre este biomaterial e o tecido ósseo do animal. Foram feitas análises radiográficas e de densitometria óptica, além de microscopia óptica e eletrônica de varredura. RESULTADOS: Observou-se, ao final do experimento, que o cimento à base de fosfato de cálcio foi parcialmente reabsorvido durante o tempo de observação de 26 semanas, apresentando biocompatibilidade, com ausência de reações indesejáveis que pudessem ser atribuídas aos implantes. CONCLUSÕES: O cimento à base de fosfato de cálcio foi biocompatível e parcialmente reabsorvido no período de 26 semanas de observação. Tempos maiores de observação são necessários para a avaliação da reabsorção.