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Tipo: Dissertação
Título: Avaliação in vivo de toxicidade, biocompatibilidade, biodegradação e efeito sistêmico de membranas híbridas de celulose bacteriana e alginato de algas marrons para regeneração óssea
Autor(es): Costa, Juliana Dantas da
Orientador: Silva, Igor Iuco Castro da
Palavras-chave em português: Regeneração Óssea;Materiais Biocompatíveis;Celulose;Estrôncio
Palavras-chave em inglês: Bone Regeneration;Biocompatible Materials;Cellulose;Strontium
CNPq: CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::ODONTOLOGIA::CLINICA ODONTOLOGICA
Data do documento: 2024
Citação: COSTA, Juliana Dantas da. Avaliação in vivo de toxicidade, biocompatibilidade, biodegradação e efeito sistêmico de membranas híbridas de celulose bacteriana e alginato de algas marrons para regeneração óssea. 2024. 78 f. Dissertação (Mestrado em Odontologia)- Faculdade de Farmácia, Odontologia e Enfermagem, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024. Disponível em: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/ 79132. Acesso em: 16 dez. 2024.
Resumo: A sinergia de benefícios de diferentes polímeros, cerâmicas e bioativos para constituição de membranas de barreira de regeneração óssea guiada motiva o desenvolvimento de biomateriais híbridos de celulose bacteriana (CB), que exibam segurança biológica e eficácia. Este estudo pré-clínico avaliou membranas híbridas de CB/apatita de estrôncio (G1) e CB oxidada/apatita de estrôncio (G2) quanto à toxicidade, biocompatibilidade, biodegradação e metabolismo. A incubação com Artemia salina por 24h determinou a mortalidade e a CL50 em comparação ao dicromato de potássio (C+) pela análise de Probit. Implantes em subcutâneo de camundongos Swiss foram comparados ao sham (C-) e membrana de colágeno (C+) em 1, 3 e 9 semanas. A histopatologia da irritação tecidual local segundo ISO 10993-6 e da integridade dos biomateriais foram avaliadas por comparações múltiplas não-paramétricas usando teste de Kruskal-Wallis e post-hoc de Durbin-Conover, considerando p<0,05. Em paralelo, fígado, rins e tíbias tiveram análise anatomopatológica de peso relativo por ANOVA e post-hoc de Tukey e análise bioquímica de pontuações de iodo, nitrito e catalase por teste de Kruskal-Wallis e post-hoc de Durbin-Conover, considerando p<0,05. A mortalidade dos microcrustáceos foi baixa e inversamente proporcional à CL50 bem superior a 1.000μm/mL com similaridade entre G1 e G2. Para os roedores, notou-se ausência de irritação em 1 semana e irritação leve após 3 semanas (G1, G2 e C+). A densidade de neutrófilos, linfócitos e células gigantes foi menor para G1 e maior para G2 até 9 semanas. Os macrófagos foram reduzidos para G1 e aumentados para G2. A neovascularização foi maior para C+ em 1 semana e para G1, G2 e C+ após 3 semanas. A fibrose foi menor para G2 e maior para G1 até 9 semanas. A biodegradação exibiu diferenças intragrupos, com perda da integridade do biomaterial em G1 e G2 após 3 semanas e em C+ após 9 semanas. O peso relativo em 9 semanas foi maior nos rins para G1. A reação ao iodo nos rins exibiu pontuações maiores em 3 e 9 semanas para G1. O nitrito esteve ausente. A reação da catalase endógena foi maior no fígado sem diferença entre grupos, nos rins em 1 semana para G2, 3 semanas para G1 e 9 semanas no G1. Tíbias não mostraram diferenças em nenhum parâmetro bioquímico. Todos os hidrogéis de CB foram biocompatíveis e não evocaram toxicidade aguda ou estresse nitrosativo, com associações à apatita de estrôncio mais seguras e reabsorvíveis, tendo a forma não oxidada cinética renal persistente. Futuros estudos em defeitos ósseos são necessários para elucidar a eficácia osteopromotora dos hidrogéis.
Abstract: The synergy of benefits of different polymers, ceramics and bioactives for the constitution of guided bone regeneration barrier membranes motivates the development of hybrid biomaterials of bacterial cellulose (BC), which exhibit biological safety and efficacy. This preclinical study evaluated hybrid membranes of BC/strontium apatite (G1) and oxidized BC/strontium apatite (G2) for toxicity, biocompatibility, biodegradation and metabolism. Incubation with Artemia salina for 24h determined mortality and LC50 compared to potassium dichromate (C+) by Probit analysis. Subcutaneous implants in Swiss mice were compared to sham (C-) and collagen membrane (C+) at 1, 3 and 9 weeks. The histopathology of local tissue irritation according to ISO 10993-6 and the integrity of biomaterials were evaluated by non-parametric multiple comparisons using Kruskal-Wallis test and Durbin-Conover post-hoc test, considering p<0.05. In parallel, liver, kidneys and tibias had anatomopathological analysis of relative weight by ANOVA and Tukey post-hoc test and biochemical analysis of iodine, nitrite and catalase scores by Kruskal-Wallis test and Durbin-Conover post-hoc test, considering p<0.05. The mortality of microcrustaceans was low and inversely proportional to LC50 well above 1,000 μm/mL with similarity between G1 and G2. For rodents, absence of irritation was noted in 1 week and mild irritation after 3 weeks (G1, G2 and C+). The density of neutrophils, lymphocytes and giant cells was lower for G1 and higher for G2 up to 9 weeks. Macrophages were reduced for G1 and increased for G2. Neovascularization was higher for C+ at 1 week and for G1, G2 and C+ after 3 weeks. Fibrosis was lower for G2 and higher for G1 up to 9 weeks. Biodegradation showed intragroup differences, with loss of biomaterial integrity in G1 and G2 after 3 weeks and in C+ after 9 weeks. The relative weight at 9 weeks was higher in the kidneys for G1. The reaction to iodine in the kidneys showed higher scores at 3 weeks for G1 and 9 weeks for G1. Nitrite was absent. The reaction of endogenous catalase was higher in the liver with no difference between groups, in the kidneys at 1 week for G2, 3 weeks for G1 and 9 weeks in G1. Tibias showed no differences in any biochemical parameter. All BC hydrogels were biocompatible and did not evoke acute toxicity or nitrosative stress, with safer and more resorbable associations with strontium apatite, with the non-oxidized form having persistent renal kinetics. Future studies in bone defects are needed to elucidate the osteopromoting efficacy of the hydrogels.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/79132
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0000-0002-3321-6436
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/1013722317327724
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0003-4815-6357
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/1068691320807960
Tipo de Acesso: Acesso Embargado
Aparece nas coleções:DCOD - Dissertações defendidas na UFC

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