Thesis (Ph. D.)--Tufts University, 2004. / Adviser: David L. Kaplan. Submitted to the Dept. of Chemical and Biological Engineering. Includes bibliographical references. Access restricted to members of the Tufts University community. Also available via the World Wide Web;

Thesis (Ph.D.)--Tufts University, 2004. / Adviser: David L. Kaplan. Submitted to the Dept. of Biotechnology Engineering. Includes bibliographical references (leaves 162-222). Access restricted to members of the Tufts University community. Also available via the World Wide Web;

Thesis (M.S.)--University of Alabama at Birmingham, 2008. / Additional advisors: Susan L. Bellis, Renato P. Camata, Thomas L. Clemens, Timothy M. Wick. Description based on contents viewed Feb. 10, 2009; title from PDF t.p. Includes bibliographical references (p. 60-65).

Proefschrift--Utrecht. / "Stellingen": [2] p. inserted. Summary in Dutch. Bibliography: p. 42.

Proefschrift--Utrecht. / "Stellingen": [2] p. inserted. Summary in Dutch. Bibliography: p. 42.

Banca: Rogério Lacaz Neto / Banca: Yasmin Rodarte de Carvalho / Banca: Francisco Emilio Pustiglioni / Banca: Luiz Antonio Pugliesi Alves de Lima / Banca: Giorgio de Micheli / Resumo: O objetivo deste estudo foi avaliar quantitativamente e descrever qualitativamente o processo de reparação óssea da interface leito receptor e enxerto ósseo autógeno em bloco associado ou não a membrana de PTFE-e, em ratas fêmeas, portadores de osteopenia induzida. Para tanto, foram utilizadas quarenta e oito ratas Wistar pesando aproximadamente 300g, nas quais, com o auxílio de uma trefina de 4,1mm de diâmetro retirou-se um fragmento ósseo do osso parietal o qual foi fixado à parede lateral do ramo mandibular esquerdo. Os animais foram divididos aleatoriamente em quatro grupos experimentais: Grupo 1 (n=12): ovariectomia simulada (SHAM) e realização de enxerto ósseo autógeno; Grupo 2 (n=12): SHAM e realização de enxerto ósseo autógeno em bloco com recobrimento por membrana de PTFE-e; Grupo 3 (n=12): ovariectomia (OVZ) e realização de enxerto ósseo autógeno em bloco; Grupo 4 (n=12): OVZ e realização de enxerto ósseo autógeno em bloco com recobrimento por membrana de PTFE-e. Os animais de cada grupo foram sacrificados em três períodos: 21, 45 e 60 dias, sendo cada período com 4 animais por grupo. As peças foram descalcificadas e incluídas; os cortes corados com HE e submetidos à análise histológica e histomorfométrica em microscopia de luz. Os resultados obtidos com os testes ANOVA mostraram que as variáveis referente a condição (OVZ e SHAM) e ao período (21,45 e 60 dias) foram estatisticamente significantes, e pode-se estabelecer com o teste de Tukey (5%) que o período de 21 dias difere estatisticamente dos períodos de 45 e 60 dias, que entre si não diferem. A análise histológica descritiva mostrou integração do enxerto em todos os animais. Concluímos que o processo inicial de integração do enxerto ao leito foi negativamente afetado na presença de osteopenia induzida e que o uso ou não da membrana de PTFE-e, não interferiu neste processo de integração / Abstract : The objective of this study was to evaluate quantitatively and to describe qualitatively the process of bone repair in the interface of receptor bed and graft autogenous bone block with or without a e-PTFE membrane, in osteopenia induced rats. To this end, we used forty-eight Wistar rats weighing about 300g, in which, with the aid of 4.1 mm trephine a graft was removed from the parietal bone and fixed to the surface of the left mandibular ramus. The animals were randomly divided into four experimental groups: Group 1 (n=12): SHAM operated and autogenous bone graft only; Group 2 (n=12): SHAM and autogenous bone graft covered by e-PTFE membrane; Group 3 (n=12): ovariectomized rats (OVX) and autogenous bone graft only; Group 4 (n=12): OVX and autogenous bone graft covered by e-PTFE membrane. The animals in each group were sacrificed at three time periods: 21, 45 and 60 days, each time with 4 animals per group. The specimens were decalcified and included, the sections were stained with HE and subjected to histological and histomorphometric analysis in light microscopy. The results of the ANOVA showed that the variables on the condition (OVZ and SHAM), and the time (21, 45 and 60 days) were statistically significant, and can be established with the Tukey test (5%) that the period 21-day differs significantly from the periods of 45 and 60 days, which did not differ among themselves. The descriptive histological analysis showed integration of the graft in all animals. It was concluded that the initial integration of the graft bed was negatively affected in the presence of induced osteopenia, and that the use or not of a e-PTFE membrane did not interfere in the process of integration

Orientador: Maria José Hitomi Nagata / Banca: Valdir Gouveia Garcia / Banca: Maria Lúcia Rubo de Rezende / Banca: Álvaro Francisco Bosco / Banca: Ronaldo Célio Mariano / Resumo: Este estudo avaliou, histologicamente e histometricamente, a influência das partículas esféricas do novo vidro bioativo (NVB), associadas ou não à barreira de sulfato de cálcio (SC), na cicatrização óssea de defeitos de tamanho crítico (DTC) cirurgicamente criados em calvárias de rato. Um DTC de 5 mm de diâmetro foi realizado na calvária de 60 ratos, divididos em três grupos: C (controle) - defeito preenchido apenas com coágulo sangüíneo; NVB - apenas NVB; e NVB/SC - NVB coberto por barreira de SC. Cada grupo foi sudividido para eutanásia em 4 ou 12 semanas pós-operatórias (n=10). As quantidades de osso neoformado e de remanescentes dos materiais implantados foram calculadas como porcentagens da área total do defeito original e os dados foram analisados estatisticamente (Kruskal-Wallis, teste da soma dos postos de Wilcoxon, p<0,05). Nenhum defeito regenerou completamente com tecido ósseo. A espessura da área do defeito foi similar à da calvária original nos Grupos NVB e NVB/SC. O Grupo C apresentou um tecido conjuntivo fino na área central do defeito. Partículas de NVB foram observadas nos Grupos NVB e NVB/SC em ambos os períodos de análise. Após 4 semanas, o Grupo C apresentou neoformação óssea significativamente maior do que o Grupo NVB/SC. Não foram encontradas diferenças estatísticas entre o Grupo NVB e o Grupo C ou o Grupo NVB/SC. Após 12 semanas, o Grupo C apresentou formação óssea significativamente maior do que os Grupos NVB e NVB/SC. A área de NVB remanescente foi significantemente maior no Grupo NVB/SC do que no Grupo NVB em 12 semanas. As partículas de NVB, associadas ou não à barreira de SC, mantiveram o volume e o contorno das áreas tratadas em DTC. A presença de partículas remanescentes de NVB pode ter contribuído para a menor quantidade de osso neoformado observada nos Grupos NVB e NVB/SC em 12 semanas pós-operatórias. / Abstract: This study analyzed histologically and histometrically the influence of new spherical bioactive glass (NBG) particles with or without a calcium sulfate (CS) barrier on bone healing in surgically created critical-size defects (CSD) in rat calvaria. A 5 mm diameter CSD was made in each calvarium of 60 rats. They were divided into three groups: C (control): defect filled with blood clot only; NBG: NBG only; and NBG/CS: NBG covered by a CS barrier. These groups were divided into subgroups and euthanized at 4 or 12 weeks (n=10). Amounts of new bone and remnants of implanted materials were calculated as percentages of the total area of the original defect. Data were statistically analyzed (Kruskal-Wallis, exact Wilcoxon rank sum tests, p<0.05). No defect completely regenerated with bone. The thickness throughout the defects in Groups NBG and NBG/CS was similar to the original calvarium, while Group C had a thin connective tissue in the center of the defect. NBG particles were observed in Groups NBG and NBG/CS at both periods of analysis. At 4 weeks, Group C had significantly more bone formation than Group NBG/CS. No significant differences were found between Group NBG and either Group C or Group NBG/CS. At 12 weeks, Group C had significantly more bone formation than Group NBG or NBG/CS. The area of remaining NBG was significantly greater for Group NBG/CS than for NBG at 12 weeks. NBG particles, used with or without a CS barrier, maintained the volume and contour of the area grafted in CSD. The presence of remaining NBG particles might have accounted for the smaller amount of newly formed bone observed in Groups NBG and NBG/CS at 12 weeks post-operative. / Doutor

Orientador: Antonio César Perri de Carvalho / Resumo: O protocolo convencional para que ocorra osseointegração sugere aguardar até 6 meses para o processo de reparo alveolar, antes da colocação de um implante. Os implantes imediatos são implantes colocados em alvéolos preparados imediatamente após a exodontia. Estes implantes apresentam vantagens, pois eliminam o período de reparação do alvéolo e um tempo cirúrgico, diminuindo o período para instalação da prótese. Reduz o custo e preserva altura e largura óssea alveolar, facilitando, desta maneira, a colocação do implante em relação ao seu comprimento, largura e angulação. Neste estudo a possibilidade de colocação de um implante de titânio em alvéolos imediatamente após a extração de pré-molares inferiores foi investigada. Dezesseis implantes (9x4mm) foram colocados em alvéolos preparados imediatamente após a exodontia em oito cães. Oito implantes foram recobertos com membrana reabsorvível e a outra metade não recebeu membrana. Um espaço esteve presente nas margens laterais de todos os implantes. Este espaço foi preenchido por coágulo e sutura oclusiva foi conseguida em todos os animais. Os animais foram sacrificados nos períodos de 40, 60, 90 e 120 dias após a implantação. Avaliações histológicas dos dois grupos mostraram que houve áreas de osseointegração. Conclui-se que o implante deve ficar o máximo em contato com o osso alveolar e que a membrana reabsorvível não promoveu a regeneração óssea guiada; ao contrário, o uso de membranas pode levar a diversas complicações. A partir dos resultados obtidos muitas questões surgem, gerando a possibilidade de vários outros estudos na tentativa de responder às limitações e dúvidas suscitadas pelo presente estudo. / Abstract: The conventional osseointegration protocol calls for waiting up to 6 months for ossification of an extraction socket to heal before placing an endosseous implant. Immediate implants are implants placed into a prepared extraction socket following tooth removal. The advantages of the immediate implants include fewer surgical sessions, elimination of the waiting period for socket healing, shortened edentulous time period, reduced overall cost, as well as preservation of bone height and width. In this study the possibility of placing titanium implant directly into extraction socket immediately after extraction of mandibular premolars was investigated. Sixteen 9x4mm implants were placed into immediate extraction sockets in eight adult dogs. Eight implants were isolated with bioabsorbable membranes and eight sites served as controls. A space was present along the lateral border of all the implants. This gap was filled with clot and a primary flap closure was regarded. The animals were sacrificed 40, 60, 90 and 120 days after the implantations. Histologic evaluation of test and control specimens showed that the implants should be placed as close as possible to the alveolar crest level and the use of membranes did not imply better results; on the contrary, the use of membrane may lead to adverse complications. This study suggests that titanium implants have the potential to integrate when placed immediately after extraction of the teeth and warrants further investigation. / Mestre

Orientador: Idelmo Rangel Garcia Junior / Coorientadora: Eloá Rodrigues Luvizuto / Banca: Roberta Okamoto / Banca: Joel Ferreira Santiago Junior / Resumo: Objetivos Defeitos ósseos extensos em região maxilo-facial podem ser corrigidos com enxerto autógeno, no entanto as desvantagens desta modalidade terapêutica levam à pesquisa por novos substitutos ósseos. Com isso, avaliamos o comportamento biológico e osteoindutivo do PDGF-BB associado a diferentes carreadores, por meio de análise histológica, histométrica e imunoistoquímica em defeitos críticos realizados em calotas cranianas de ratos. Materiais e método 96 defeitos críticos de 5 mm de diâmetro foram criados em calotas cranianas de ratos. Cada defeito foi aleatoriamente dividido em 8 grupos experimentais (AUT, COA, TCP, TCP+PDGF, END, END+PDGF, BIO, BIO+PDGF), avaliados aos 15 e 30 dias pós-operatórios com relação a histomorfometria e imunoistoquímica. Resultados Os resultados mostraram que houve neoformação óssea em todos os grupos analisados, independentemente do tempo pós-operatório. Aos 30 dias, o grupo TCP só não diferiu do grupo BIO na neoformação óssea (p = 0,1403). Em nenhum dos grupos de biomateriais analisados, o fator de crescimento estimulou o aumento da neoformação óssea (p > 0,05). Conclusão Com a metodologia utilizada, o fator de crescimento associado com os biomateriais testados não induziu neoformação óssea. Relevância clínica Baseado nestes resultados, é necessário desvendar os mecanismos osteoblásticos nas fases iniciais da cicatrização óssea e o seu desfecho em longo prazo, para que a concentração adequada do PDGF-BB possa ser bem empregada com o arcabouço ósseo que mais o favorece para as reconstruções maxilofaciais. / Abstract: Objectives Extensive bone defects in maxillofacial region can be corrected with autograft, however the disadvantages of this type of therapy lead to the search for new bone substitutes. Thus, we evaluated the biological behavior and osteoinductive PDGF-BB associated with different carriers, by histological analysis and immunohistochemical histometric critical defects performed in rats calvaria. Materials and method 96 critical defects were created with 5 mm diameter calvaria of rats. Each defect was randomly divided into eight experimental groups (AUT, COA, TCP, TCP + PDGF, END, END + PDGF, BIO, BIO + PDGF), evaluated at 15 and 30 postoperative days for histomorphometry and immunohistochemistry. Results The results showed new bone formation in all groups, independent of postoperative time. At 30 days, the TCP group just did not differ from BIO group in the new bone formation (p = 0.1403). In none of the groups analyzed biomaterials, growth factor stimulated increase in bone formation (p > 0.05). Conclusion With the methodology used, the growth factor associated with the tested biomaterials did not induce new bone formation. Clinical relevance Based on these results, it is necessary to unravel the osteoblastic mechanisms in the early stages of bone healing and their outcome in the long term, so that the appropriate concentration of PDGF-BB may be well employed with the bone structure that most favors for maxillofacial reconstructions. / Mestre

Periosteum and bone marrow (BM) contain cells that, after isolation and culture-expansion, exhibit properties of mesenchymal stromal/stem cells (MSCs). However, these cells have not been identified and characterised in situ due to the lack of specific markers. This study aimed to identify and phenotypically characterise long-term label-retaining cells (LT-LRCs), thought to include stem cells (SCs), in mouse periosteum and BM. Two mouse models were used: nucleoside-analogue labelling, and doxycycline (Dox)-inducible expression of histone 2B–green fluorescent fusion protein (H2B-GFP). LRCs were identified and phenotypically characterised by immunostaining, and microscopy or by flow cytometry (FCM). LRCs were detected throughout the periosteum with no apparent focal concentration, and subsets of cells displayed a phenotype compatible with MSCs but not pericytes. Osteoblasts were also labelled, but osteocalcin-expressing osteoblasts were distinct from Low-affinity nerve growth factor receptor (LNGFR)/P75-expressing MSCs. Similarly, BM contained LRCs expressing MSC markers that were distinct from pericytes. For FCM analyses, two cell isolation methods were compared, which revealed that crushing and collagenase digestion of long bones yielded a higher percentage of LRCs compared with flushing. BM analysed 40 days after the end of nucleoside administration showed that LRCs both within the CD45- and CD45low population were enriched for cells expressing Platelet-derived growth factor receptor α (PDGFRα) together with Stem cell antigen-1 (Sca-1) as well as cells expressing LNGFR/P75+. Furthermore, the CD45-PDGFRα+Sca-1+ population showed an increase in the percentage of LRCs with an increasing washout period, suggesting PDGFRα together with Sca-1 is most suitable to identify stromal LRCs in mouse BM. Comparison of the nucleoside label-retaining model with the H2B-GFP-label-retaining transgenic model showed a good correlation between nucleoside and H2B-GFP-label retention, suggesting the suitability of the H2B-GFP model for identification of stromal LRCs in BM. Future studies characterising the MSC niche in-vivo could reveal novel therapeutic targets for promoting bone regeneration/repair.