Avaliação de biocompósitos baseados no hialuronato de sódio e nos nanotubos de carbono em um modelo experimental de osteoporose
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Resumo
O hialuronato de sódio (HY) auxilia na migração, adesão, proliferação e diferenciação
celular. Já os nanotubos de carbono (NTCs) são importantes no processo de reparo
tecidual por servirem como sítio de nucleação para a deposição de matriz óssea e
proliferação celular. Nesse estudo foram avaliados os efeitos do HY isoladamente e
dos NTCs de paredes múltiplas funcionalizados ou não com HY (NTCPMs-HY) no
reparo ósseo e na composição tecidual óssea de tíbias de ratas ovariectomizadas
(OVX) (ratas osteoporóticas). Os animais foram divididos em cinco grupos: sham
coágulo; OVX coágulo; OVX HY 1%; OVX NTCPMs 100µg/mL e OVX NTCPMs
HY 100µg/mL. 3 meses após a ovariectomia as ratas foram submetidas à cirurgia de
perfuração da tíbia, tratadas com os respectivos biomateriais e depois de 7, 14 e 21
dias os animais foram eutanaziados e as tíbias foram processadas para as seguintes
análises: histo-morfometria, microtomografia 3D por raio X policromático (µCT),
PCR quantitativo e espectroscopia de Raman. Tíbias OVX controle apresentaram
neoformação óssea escassa com trabéculas imaturas. Já as tíbias OVX tratadas com
HY, NTCPMs e NTCPMs-HY apresentaram aumento no número de trabéculas
neoformadas, que mostraram-se mais organizadas e espessas em relação ao controle.
Análises de µCT revelaram aumento na quantidade de trabéculas ósseas em tíbias
OVX tratadas com HY, NTCPMs e NTCPMs-HY em relação às tíbias OVX coágulo.
A expressão de BMPs foi maior em tíbias OVX tratadas com NTCPMs e NTCPM
HY em relação às tíbias OVX coágulo. A espectroscopia de Raman demonstrou uma
incorporação mais pronunciada de hidroxiapatita e colágeno em tibias OVX tratadas
com HY e NTCPMs-HY. Assim, esse resultados indicam que NTCs sozinhos ou
associados ao HY são biomateriais promissores para a engenharia de tecido ósseo.
Abstract
Sodium hyaluronate (HY) and carbon nanotubes (CNTs) are biomaterials that are able
to accelerate the process of bone repair in rats. HY is an extracellular matrix
component and it facilitates the cell migration, adhesion, proliferation and
differentiation. Additionally, CNTs serve as nucleation sites for deposition of bone
matrix and cell proliferation. The aim of this study was to evaluate the effects of HY,
multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and MWCNTs functionalized with HY
(MWCNTs-HY) on bone repair of tibiae of rats ovariectomized (OVX) (osteoporotic
rats). The animals were divided into five groups: sham, OVX control, OVX 1% HY,
OVX MWCNTs (100µg/mL) and OVX MWCNTs-HY (100µg/mL). The bone defect
was created by an 1.6 mm diameter drill and after 7, 14 and 21 days of induction of
the defects in tibiae, the rats were eutanized and the tibiae were processed for
histological analysis, X-ray micro CT (µCT), quantitative PCR and spectroscopy of
Raman. OVX control tibiae showed little bone formation with immature trabeculae.
On the other hand, tibiae treated with HY, MWCNTs and MWCNT-HY showed an
increase in the number of newly formed trabeculae which were more organized and
thicker compared to OVX control. µCT analysis demonstrated an increase in the
amount of trabecular bone in tibiae treated with HY, MWCNTs and MWCNTs-HY
when compared to OVX control. In addition, the expression of BMPs was higher in
tibiae treated with MWCNTs and MWCNTs-HY. Raman spectroscopy showed that
incorporation of hydroxyapatite and collagen was more pronounced in tibiae treated
with HY and MWCNTs-HY. Thus, the results of this study indicate that MWCNTs
alone or combined with HY are promising biomaterials for bone tissue engineering
Assunto
Morfologia Vegetal, Nanotubos de Carbono, Osso e Ossos, Osteoporose
Palavras-chave
Nanotubos de carbono, Hialuronato de sódio, Reparo ósseo, Osteoporose
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