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Os avanços relacionados à ciência dos biomateriais e engenharia tecidual buscam esclarecer os mecanismos envolvidos na resposta biológica associada ao uso desses dispositivos e sua interação com o sistema imune. Neste estudo, avaliou-se a resposta imune e inflamatória desenvolvida em camundongos frente à implantação de membrana de cortical óssea bovina no tecido subcutâneo, em implantação única e sequencial de duas membranas, assim como os possíveis mecanismos envolvidos no processo de reconhecimento e reabsorção desse biomaterial, de acordo com análise histomorfométrica, enzimática e molecular. Após a implantação da membrana, sinais de reabsorção que antes eram notados em pontos isolados, aos poucos se unem até sua completa degradação, observada somente após 15 dias. Todo o processo de reabsorção da membrana é acompanhado por uma reação inflamatória de magnitude moderada, seguida pelo declínio do número de leucócitos, surgimento de células gigantes multinucleadas e formação de uma cápsula de tecido conjuntivo fibroso. A cinética de TNF-α e MMP-2, MMP-8, MMP-9 e MMP-13 apresentou um padrão de produção decrescente, entretanto os níveis dos inibidores de metaloproteinases (TIMPs) e TGF-β parecem atuar de forma inversa. A velocidade de reabsorção após duas implantações consecutivas da membrana foi maior quando comparada ao grupo de animais que sofreu apenas uma implantação, porém os resultados do teste de hipersensibilidade do tipo tardia (DTH) demonstraram que a membrana é biocompatível, pois não elicitou resposta imunológica exacerbada após uma segunda implantação, confirmando então a natureza não imunogênica desse biomaterial. Finalmente, os animais CD14KO e MyD88KO apresentaram uma reabsorção mais lenta da membrana implantada, quando comparados aos animais C57Bl/6 (WT)...

Advances related to the biomaterials science and tissue engineering seek to clarify the mechanisms involved in the biological response associated with the use of those devices and their interaction with the immune system. This study evaluated the inflammatory and immune response developed in mice after implantation bovine bone cortical membrane in subcutaneous tissue, in both, unique and sequential implantation of 2 membranes, as the mechanisms involved in this biomaterial recognition and resorption process, on regards to histomorphometric, enzymatic and molecular analysis. After membrane implantation, previously observed signs of resorption in isolated spots, gradually unite until their complete degradation after 15 days. The whole membrane resorption process is accompanied by a moderate inflammatory reaction, followed by a decline in the leukocytes number, appearance of multinucleated giant cells and formation of a capsule of fibrous connective tissue. The kinetics of TNF-α, MMP-2, MMP-8, MMP-9 e MMP-13 showed a pattern of decreasing production, however, levels of metalloproteinases inhibitors (TIMPs) and TGF-β seem to act in reverse way. The resorption rate after two successive membrane implantations was higher when compared to the group which suffered only one implantation, however, the results of delayed test hypersensity (DTH) demonstrated that the membrane is biocompatible, that is, it does not elicited too high immune response after a second position, confirming the non immunogenic nature of this biomaterial. Eventually, CD14KO and MyD88KO strains showed a slower membrane resorption when compared to animals C57Bl/6, demonstrating that the CD14 and MyD88 molecules are involved in biomaterial recognition and play an important role in bovine cortical bone membrane resorption process, indicating that PAMPs and/or DAMPs are involved in biological response generated by this biomaterial.

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The use of bone grafts is a common practice in musculoskeletal surgery to provide mechanical stability where there is a defect and it allows skeletal reconstruction. Classically auto and allografts have been used. The latter are the choice in large, complex defects. Allografts can be transplanted despite cell death, have osteoconduction and osteoinduction capacity, low antigenicity and biomechanical properties similar to the original bone. They can be obtained from living and death donors. They are stored by cryopreservation and lyophilization in entities called bone banks. This is a review about bone allografts and the organization and function of the bone banks.

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The use of bone grafts is a common practice in musculoskeletal surgery to provide mechanical stability where there is a defect and it allows skeletal reconstruction. Classically auto and allografts have been used. The latter are the choice in large, complex defects. Allografts can be transplanted despite cell death, have osteoconduction and osteoinduction capacity, low antigenicity and biomechanica lproperties similar to the original bone. They can be obtained from living and death donors. They are stored by cryopreservation and lyophilization in entities called bone banks. This is a review about bone allografts and the organization and function of the bone banks.

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O osso alógeno fresco-congelado (FFBA, do inglês fresh-frozen bone allograft) é uma alternativa para os procedimentos cirúrgicos de enxerto ósseo, principalmente na preparação do rebordo alveolar para a instalação de implantes osseointegráveis. No entanto, existem alguns paradigmas que envolvem a relação entre resposta do sistema imunológico à aloantígenos presentes no enxerto e o seu comportamento clínico. Procurando entender essa relação, o FFBA foi avaliado como enxerto para preservar o rebordo alveolar pós-extração. Os resultados mostraram que embora tenha ocorrido uma redução estatisticamente significante na altura, espessura e volume do rebordo entre a avaliação inicial e final, essa redução não foi clinicamente significante, permitindo a instalação de implantes osseointegráveis. Em adição, as análises histológicas sugerem um bom comportamento do enxerto, com ausência de reação do tipo corpo estranho e formação de novo osso em todos os sítios analisados. Ao analisar o comportamento da resposta imune, os resultados mostraram que a injeção intradérmica de aloantígenos presentes no FFBA, não induziu uma reação de hipersensibilidade tardia nos pacientes após 4 meses do enxerto. Além disso, os monócitos do sangue periférico (PBMCs) dos pacientes não proliferaram frente aos aloantígenos in vitro. No entanto, os dados também demonstraram que os aloantígenos aumentam a produção de IL-2 e IFN-, mas não alteram a produção de IL-4 e IL-10, por PBMCs dos pacientes. Ao avaliar a relação entre a produção dessas citocinas e o comportamento clínico do enxerto, os dados mostram que existe uma correlação estatisticamente significante entre a produção de IL-2 in vitro e a redução (em %) da altura do rebordo alveolar, embora essa redução não tenha sido clinicamente significante. De fato, a presença de aloantígenos no FFBA não é suficiente para sua contraindicação como material de enxertia.

The fresh-frozen bone allograft (FFBA) is an alternative to surgical procedures of bone grafts, mainly in the preservation of alveolar ridge prior the installation of osseointegrated implants. However there are paradigms that surround the relation between immune response to alloantigens present inside the graft and the clinical response of the graft. An attempt to understand this relationship, the FFBA was evaluated as a graft to preserve the alveolar ridge post-extraction. The results show a statistically significant reduction in height, thickness and volume of the ridge between the initial and final examination, however this reduction was not clinically significant. The ridge preservation allowed implant installation and osseointegration. In addition, histologic analysis suggests a good performance of the graft with no foreign body reaction and formation of new bone at all sites. In analyzing the behavior immune response, the results showed that stimulation with alloantigens present in bone allograft induced no delayed hypersensitivity reaction in vivo. Additionally, periphery blood mononuclear cells (PBMC) from patients no proliferate in response to alloantigens in vitro. However, the data also demonstrated that the alloantigens increase IL-2 and IFN- production, but no IL-4 and IL-10 production, by PBMCs from patients. When evaluate the relation between the cytokines production and clinical parameters, the results demonstrate that there statistically significant correlation between IL-2 production in vitro and ridge height changes (%), although this clinical parameter is not clinically significant. In fact, the alloantigens in FFBA are not sufficient for its contraindications as grafting material.

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Xenografting is increasingly being developed as a response to the shortage of human tissues. However, antigenic components of bone material eliciting immune responses--particularly of cellular nature--are blamed for the reduction of the osteoinductive properties of bone and bone-derived implants. The aim of our study was to compare the immunologic response and osteogenesis induced by antigen-depleted allogeneic and xenogeneic bone-derived implants to that induced by partially antigen-depleted material heterotopically placed (muscular pouch) in rats. Wistar rats received bone-derived implants of different antigeneic condition, from both xenogeneic (rabbit) and allogeneic (rat) origin. After sacrifice, animals were evaluated for osteogenesis and immune response. New bone formation was observed around all bone-derived implants, whether fully or partially antigen-extracted, and from both xenogeneic and allogeneic origin. No significant humoral response resulted following bone implantation. Cellular response showed a similar pattern in partial and fully antigen-extracted bone of both allogeneic and xenogeneic origin. Xenogeneic antigen-extracted bone from safe donor sources could be a suitable solution to human tissue shortage in a near future.

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La aparición de nuevos substitutos óseos con utilidad en Cirugía Plástica se han reportado recientemente. A fin de determinar el comportamiento biológico, capacidad osteoconductora, osteoinductora y utilidad de los mismos se elaboró un protocolo tomando como modelo la calota craneana de 16 conejos albinos de Nueva Zelandia del Bioterio de la Facultad de Ciencias Veterinarias, Universidad Nacional de Rosario. En el presente estudio se comparó el comportamiento quirúrgico, radiológico y anátomo-patológico de los siguientes substitutos óseos: Injertos Autogénicos, Injertos Allogénicos (Hueso de Banco), Injertos Xenogénicos (Matriz Osea Bovina), Implantes de Fosfato Tricálcico (Coral), Carbonato de Calcio (Cáscara de Huevo), y Polietileno Poroso de alta Densidad. Utilizando zonas de reparación espontáneas como zonas de control, se determinó que el empleo de injertos xenogénicos e injertos allogénicos desmineralizados poseen reabsorción con formación de hueso nuevo por parte del receptor a los 3 meses. Dentro del grupo de los implantes estudiados solo el polietileno poroso demostró osteoconducción en la neogénesis ósea y soporte estructural adecuado, constituyendo un material inerte debido a la escasa o ausente reacción inflamatoria. Dicho material demostró poseer desde el inicio la mayor fuerza de resistencia mecánica a la tensión. No es reabsorbible y radiológicamente es radiotransparente. La utilidad del resto de los implantes queda limitada al empleo en pequeñas cavidades óseas debido a la ausencia de soporte estructural y la reabsorción de los mismos. Ningún implante demostró capacidad osteoinductiva

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La aparición de nuevos substitutos óseos con utilidad en Cirugía Plástica se han reportado recientemente. A fin de determinar el comportamiento biológico, capacidad osteoconductora, osteoinductora y utilidad de los mismos se elaboró un protocolo tomando como modelo la calota craneana de 16 conejos albinos de Nueva Zelandia del Bioterio de la Facultad de Ciencias Veterinarias, Universidad Nacional de Rosario. En el presente estudio se comparó el comportamiento quirúrgico, radiológico y anátomo-patológico de los siguientes substitutos óseos: Injertos Autogénicos, Injertos Allogénicos (Hueso de Banco), Injertos Xenogénicos (Matriz Osea Bovina), Implantes de Fosfato Tricálcico (Coral), Carbonato de Calcio (Cáscara de Huevo), y Polietileno Poroso de alta Densidad. Utilizando zonas de reparación espontáneas como zonas de control, se determinó que el empleo de injertos xenogénicos e injertos allogénicos desmineralizados poseen reabsorción con formación de hueso nuevo por parte del receptor a los 3 meses. Dentro del grupo de los implantes estudiados solo el polietileno poroso demostró osteoconducción en la neogénesis ósea y soporte estructural adecuado, constituyendo un material inerte debido a la escasa o ausente reacción inflamatoria. Dicho material demostró poseer desde el inicio la mayor fuerza de resistencia mecánica a la tensión. No es reabsorbible y radiológicamente es radiotransparente. La utilidad del resto de los implantes queda limitada al empleo en pequeñas cavidades óseas debido a la ausencia de soporte estructural y la reabsorción de los mismos. Ningún implante demostró capacidad osteoinductiva

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Forty-six patients receiving frozen bone allografts, preoperatively tissue typed for human leukocyte antigen and ABO antigens, were radiographically evaluated according to the Musculoskeletal Tumor Society scoring system at a mean followup of 55 months. Patients who matched for 1 or 2 Class I human leukocyte antigens with the donor scored higher than patients totally mismatched, but differences were not significant. Matching for Class II human leukocyte antigen and ABO antigens seemed not to influence radiographic outcome of allografts. In sixteen patients histologic specimens were obtained. Five of 16 patients who showed histologic parameters of an immune response scored significantly lower than those who did not. Processed frozen bone allografts, because of their lack of viable donor cells, most likely trigger an indirect pathway of alloantigen recognition in the recipient. This type of recognition may generate in the recipient either a chronic type of rejection or an immunologic state of tolerance to grafted antigens that cannot be measured with human leukocyte antigen blood tests. This may explain difficulties in correlating human leukocyte antigen mismatches between the donor and recipient with frozen bone allograft performances.

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La reconstrucción de la bóveda craneana requiere de valoración clínica, neurológica y radiológica. Los factores a tener en cuenta son: edad del paciente, zona y tamaño del defecto; de ellos depende indicación y el tipo de reconstrucción. Las mejores opciones para realizar la craneoplastia son hueso autólogo y metilmetacrilato, siendo la primera opción el hueso craneano (mono o bicortical), por tener las mismas características del hueso a reponer, mínimos problemas postoperatorios y forma óptima. La segunda opción es la costilla, que también se puede laminar, es maleable aunque ocasiona dolor en la zona donadora. El iliaco sólo se usa cuando se requiere mucho hueso esponjoso. El metilmetacrilato está indicado en adultos con defectos pequeños o alteraciones del contorno. En nuestro servicio, desde 1986 a la fecha se han realizado craneoplastias en 47 pacientes; 23 de ellos con costilla, 16 con hueso parietal y 8 con metilmetacrilato. Complicaciones: Tres casos de injerto óseo presentaron necrosis y reabsorción parcial con alteraciones del contorno. El metilmetacrilato se usó en casos muy precisos y sin complicaciones. El seguimiento máximo ha sido de 4 años

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Las grandes pérdidas de substancia ósea consecutivas a traumatismos graves de los miembros originan problemas de difícil solución a la cirugía traumatológica. Los injertos óseos autógenos suelen ser insuficientes para cubrir esas pérdidas de substancia y los injertos óseos alógenos de banco, si bien suficientes, son frecuentemente rechazados por mecanismos inmunológicos no determinados. La parte experimental de este trabajo pretendió esclarecer dichos mecanismos, obteniendo las siguientes conclusiones: los transplantes óseos alógenos generan inmunidad celular y humoral en forma similar a otros órganos. Tanto hueso completo como hueso sin médula ósea generaron inmunidad aunque la misma fue mayor contra el primero. Un efecto gen-dosis fue hallado, es decir que a mayor diferencia genética mayor respuesta inmunológica. Las células óseas demostraron poseer antígenos de transplante SD en sus membranas. En cambio los antígenos de transplante LD no parecen estar presentes en dichas células con la misma densidad y funcionalidad que en linfocitos. La tipificación de estos antígenos en los transplantes óseos probablemente mejorará su evolución. Los injertos óseos alógenos generan, además de inmunidad, factores bloqueantes del suero y células supresoras con aparente función reguladora de la reacción inmune. El resultado sería en algunos casos, un estado de "tolerancia parcial" inmunológica que permite al receptor aceptar el injerto pese a sus diferencias genéticas con el dador, manipulaciones inmunológicas permitirían modular la respuesta inmune transformando rechazos en aceptaciones. Es posible que la información obtenida en animales de laboratorio pueda proximamente ser extendida a situaciones clínicas. Esto facilitará que los transplantes óseos masivos de banco sean utilizados de rutina en la cirugía traumatológica y ortopédica. (AU)

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Las grandes pérdidas de substancia ósea consecutivas a traumatismos graves de los miembros originan problemas de difícil solución a la cirugía traumatológica. Los injertos óseos autógenos suelen ser insuficientes para cubrir esas pérdidas de substancia y los injertos óseos alógenos de banco, si bien suficientes, son frecuentemente rechazados por mecanismos inmunológicos no determinados. La parte experimental de este trabajo pretendió esclarecer dichos mecanismos, obteniendo las siguientes conclusiones: los transplantes óseos alógenos generan inmunidad celular y humoral en forma similar a otros órganos. Tanto hueso completo como hueso sin médula ósea generaron inmunidad aunque la misma fue mayor contra el primero. Un efecto gen-dosis fue hallado, es decir que a mayor diferencia genética mayor respuesta inmunológica. Las células óseas demostraron poseer antígenos de transplante SD en sus membranas. En cambio los antígenos de transplante LD no parecen estar presentes en dichas células con la misma densidad y funcionalidad que en linfocitos. La tipificación de estos antígenos en los transplantes óseos probablemente mejorará su evolución. Los injertos óseos alógenos generan, además de inmunidad, factores bloqueantes del suero y células supresoras con aparente función reguladora de la reacción inmune. El resultado sería en algunos casos, un estado de "tolerancia parcial" inmunológica que permite al receptor aceptar el injerto pese a sus diferencias genéticas con el dador, manipulaciones inmunológicas permitirían modular la respuesta inmune transformando rechazos en aceptaciones. Es posible que la información obtenida en animales de laboratorio pueda proximamente ser extendida a situaciones clínicas. Esto facilitará que los transplantes óseos masivos de banco sean utilizados de rutina en la cirugía traumatológica y ortopédica.

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