Trabajo de Investigación Requisito para optar al Título de Cirujano Dentista / La forma y morfología superficial de los materiales de injerto óseo granulados influyen en sus propiedades como material de reemplazo del hueso perdido. En Chile la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN) ha desarrollado un hueso. El objetivo de este trabajo es analizar la morfología de este hueso CCHEN y compararlo con un xenoinjerto comercial de uso internacional (Bio-Oss®). Para esto se analizó la densidad y se examinó la forma y morfología superficial de ambos materiales en microscopia electrónica de barrido. Las partículas del hueso de CCHEN en sus diferentes tamaños (0.3 - 0.5mm, 0.85 - 1mm, > 1mm) presentaron formas irregulares, con cantidad variable de aristas agudas y tamaños heterogéneos, y una morfología superficial rugosa. El Bio-Oss por el contrario presentó partículas de forma cúbica, de aristas redondeadas con una morfología superficial más homogénea que las partículas CCHEN. Mayores aumentos permitieron corroborar la irregularidad de la superficie del hueso CCHEN (macroporos) en cambio Bio-Oss mostró un microparticulado expandido en su superficie mostrando una rugosidad muy escasa. La forma del granulado, así como la presencia de macroporos, influyen significativamente en el tamaño del espacio interparticular. Estos son factores relevantes para las características osteoconductivas de los materiales de reemplazo óseo. El hueso CCHEN por sus características irregulares y su alto porcentaje de macroporos sería recomendable para el reemplazo de defectos óseos más grandes, y no estaría indicado, aún cuando se trate de partículas del tamaño inferior, para áreas propensas a infección como el área periodontal.

El óxido nítrico (ON) es considerado un de los posibles reguladores del metabolismo y de la actividad celular del tejido óseo. Es producido por la sintasa inducible ON (SON).Los osteoblastos y los osteoclastos expresan fundamentalmente la sintasa endotelial (SONe) y la sintasa inducible (SONi). Este estudio investigó, en una primera etapa, las funciones individuales de cada una de estas isoformas, mediante histomorfometría y técnicas de biología molecular, empleando animales transgénicos deficientes en la SONe (SONe-/-) y en la SONi (SONi-/-), respectivamente. En una segunda etapa, este estudio investigó los efectos de la lactancia sobre el metabolismo óseo y el posible rol del ON en la patogénesis de la osteoporosis lactacional en ratas, mediante estudios bioquímicos, histomorfométricos e inmunohistoquímicos. Los estudios desarrollados en los ratones SONe-/- y en los ratones SONi-/- mostraron que ambas isoformas están involucradas en la regulación de la masa ósea y que la ausencia de los genes que expresan alguna de estas isoformas resulta en la reducción del volumen óseo(BV/TV) y en el índice de formación ósea (BFR/BS). Las alteraciones observadas estan relacionadas con una disfuncion osteoblásticas. La ausencia de la SONe se encuentra asociada con una reducción en el reclutamiento de los osteoblastos a los sitios de remodelación; mientras que la ausencia de la SONi esta relacionada con una disminución en la actividad metabólica de estas células. Los estudios desarrollados en las ratas en lactación mostraron una reducción del BV/TV y un aumento marcado del índice de remodelación ósea, mas pronunciados que los observados en las ratas ovariectomizadas. Sin embargo, mostraron una marcada disminución de las superficies mineralizadas (MS/BS), del índice de aposición mineral (MAR)y del BFR/BS. Se observó una correlación positiva entre los niveles de expresión de la SONe en los discos epifisiarios con la intensidad del crecimiento endocondral y con la magnitud en la intensidad de la remodelación ósea. / Nitric oxide (NO) is consideres as a possible local regulator of bone metabolism and bone cell activity. NO es generated by NO sythsses (NOS) isoforms. Thi endothelial (eNOS) and the inducible (iNOS) isoforms are expressed by osteoblasts and osteoclasts. The first aim of this study was to investigate the specific roles of these isoforms using eNOS and iNOS gene-deficient mice (eNOS -/- and iNOS, respectively) by performing histomorphometry and molecular biology techniques. The second aim of this study to investigate the role of NO in the pathogenesis of lactational osteoporosis in rats and to assess the effects of lactation on bone metabolism and bone cell activity. Endothelial NOS gene-deficient mice showed a decrease in bone volume (BV/TV) and in bone formation rate (BFR/BS). These appear to be due to a decrease in osteoblast surface and therefore, suggest thart there is an abnormal osteoblast commitmentand recruitment. Similary, iNOS-/- mice displayed a reduction in BV/TV and in BFR/BS. However, it seems to be due to a reduction in osteoblast metabolism and activity rather than to a reduction in osteoblast recruitment. Study conducted in rats during lactation showed in BV/TV and an increase in bone remodelling, more pronounced than the observed in ovariectomized rats. However, lactated rats also showed a reduction in mineralised surface (MS/BS), in mineral appositional rate (MAR) and in BFR/BS. A positive correlation was observed between the level of eNOS expression in the growth plate and the intensity of endochondral growth rate and with the intensity of bone remodelling activity in the methaphyses. A positive correlation was also observed between the oestrogen levels and the level of eNOS expression in the growth plate but not with the eNOS expression in the trabecular metaphyses. Taking together these data suggest that eNOS is involved in endochondral growth and in bone remodelling. However, oestrogen levels seems to be related, at least in part, with endochondral growth rate but seems to have less influence in bone remodelling activity.

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / Las células madre mesenquimáticas (MSC) son células multipotentes que pueden ser aisladas de diversas fuentes tisulares incluyendo médula ósea (MO) y tejido adiposo (TA). Tanto su potencial de diferenciación como la producción de factores inmunomoduladores, regenerativos, angiogénicos y antibacterianos han generado gran expectativa en el último tiempo sobre el potencial uso de las MSC para el tratamiento de enfermedades tanto en medicina humana como veterinaria. La utilización de MSC en el equino, responde principalmente a la necesidad de tratar patologías asociadas a la actividad deportiva. Las MSC provenientes de tejido adulto equino han demostrado capacidad in vitro de diferenciación tenogénica al ser expuestas al factor BMP-12. En el caso de MSC de origen fetal, se ha reportado que estas células poseen un mayor potencial de proliferación y diferenciación comparado con MSC obtenidas desde tejidos adultos. Sin embargo, el potencial de diferenciación tenogénica de las MSC derivadas de médula ósea fetal equina no ha sido previamente evaluado. El objetivo del presente estudio es evaluar el potencial in vitro de diferenciación tenogénica de MSC obtenidas de la medula ósea fetal equina. MSC provenientes de la MO fetal equina fueron sembradas a una concentración de 23 x 105 células/cm2 bajo el efecto de tres dosis de BMP-12 (25, 50 y 100 ng/mL). La expresión de los genes marcadores de tendón SCX, COL1α1, TNMD y DCN fue evaluada los días 0 y 21. Posteriormente, se evaluó el efecto de una dosis (50 ng/mL) de BMP-12 durante el proceso de diferenciación tenogénica. En ambos experimentos no se apreciaron diferencias morfológicas tanto para células control, como tratadas con BMP-12. La expresión del marcador tenogénicos TNMD no fue detectada en MSC. En tanto, los niveles de mRNA de SCX disminuyeron (P<0,05) el día 21 de cultivo tanto en MSC no expuestas a BMP-12, como en MSC tratadas con 25, 50 y 100 ng/mL de BMP-12. Los niveles de mRNA de COL1α1 no fueron distintos (P>0,05) en MSC controles y en MSC tratadas con 25, 50 y 100 ng/mL de BMP-12. En comparación, los niveles de expresión relativa del gen DCN, aumentaron (P<0,05) en MSC tratadas con 25 ng/mL de BMP-12. En la evaluación del efecto temporal se detectó una disminución (P<0,05) de SCX el día 21 en comparación con el día 0 en MSC tratadas con BMP-12. La expresión relativa del gen COL1α1 no fue distinta (P>0,05) en MSC tratadas con BMP-12 versus el control no tratado durante los 21 días de cultivo y las células de día 0. Los niveles de mRNA de DCN aumentaron (P<0,05) el día 21 en MSC 2 tratadas con BMP-12, en comparación con el día 0. En conclusión, la suplementación con BMP-12 en MSC fetales equinas durante 21 días disminuye los niveles de mRNA de SCX, lo que a su vez no permitió activar la transcripción del gen TNMD, ni aumentar la expresión de COL1α1. El aumento en la expresión del marcador tenogénico DCN en MSC tratadas con BMP-12 sugiere que este factor indujo un progreso en el proceso de diferenciación hacia un estadio avanzado de diferenciación tenogénica. / Mesenchymal stem cells (MSC) are multipotent cells than can be isolated from diverse tissue sources including bone marrow (BM) and adipose tissue (AT). The differentiation and immunomodulatory potentials, and the production of trophic factors involved in regenerative, angiogenic and antibacterial activity have generated great expectative on the potential use of MSC for the treatment of diverse pathologies in veterinary and human medicine. The use of MSC in equine responds mainly to the need to treat pathologies associated with sports activities. MSC from adult tissue have proven the capacity for in vitro tenogenic differentiation when exposed to BMP-12 factor. In MSC from fetal origin it has been reported that these cells have a greater proliferation and differentiation potential compared with MSC from adult sources. However, the potential for tenogenic differentiation of MSC derived from equine foetal BM has not been previously reported. The objective of the present study was to evaluate the in vitro tenogenic differentiation potential of MSC derived from equine fetal BM. Cells were seeded at a 23 x 105 cells/cm2 under the effects of three doses of BMP-12 (25, 50 and 100 ng/mL). The expression from tenogenic marker genes SCX, COL1α1, TNMD and DCN was evaluated at days 0 and 21. Cell morphology and relative expression of genes was evaluated at days 7, 14 and 21, as well an immunofluorescence evaluation of COL1α1 on day 21. No morphological differences were observed for both control and cells treated with BMP-12. The tenogenic marker TNMD was not detected in MSC. Levels of SCX decreased (P<0.05) on day 21 for both control and cells treated with 25, 50 and 100 ng/mL of BMP-12. In comparison, mRNA levels of COL1α1 were not different (P>0.05) in MSC control and treated with 25, 50 and 100 ng/mL of BMP-12. DCN relative expression levels increased (P<0.05) in MSC treated with 25 ng/mL of BMP-12. In the evaluation of the temporary effect, SCX levels decrease (P<0.05) on day 21 compared to day 0 on MSC treated with BMP-12. During the 21 days of culture, COL1α1 relative expression was not different (P>0.05) in MSC treated with BMP-12 versus the untreated control. DCN mRNA levels increased (P<0.05) on day 21 in MSC treated with BMP-12 compared to day 0. In conclusion, reduction in mRNA levels of SCX after BMP-12 treatment for 21 days may have prevented the activation of the TNMD gen and the increment of COL1α1 expression. The increase in expression of the tenogenic marker DCN in MSC treated with BMP-12 suggests that this 4 factor may have induced a progress in the differentiation process until an advanced state of tenogenic differentiation.

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / En cirugía ortopédica, el uso de factores tróficos que favorezcan la formación de tejido de granulación y eviten o retrasen la formación de nuevo hueso es deseable en resoluciones quirúrgicas de ciertas patologías en pequeños animales. Calreticulina (CRT) es una proteína chaperona que asegura el correcto plegamiento de proteínas y actúa en la regulación del metabolismo del calcio dentro del retículo endoplásmico (RE). Esta proteína ha sido localizada además fuera de la célula donde cumple variadas funciones, entre ellas, favorece la formación de tejido de granulación en piel y además, inhibe la formación de hueso. Es así como, en este estudio se evaluó y se comparó el efecto de CRT recombinante humana (rHuCRT) y parasitaria proveniente de Trypanosoma cruzi (rTcCRT) sobre la regeneración ósea, mediante liberación controlada desde una esponja de quitosano al interior de una lesión circular en hueso cortical de conejo. rHuCRT y rTcCRT demostraron inhibir la regeneración ósea in vivo, sin embrago, rTcCRT demostró ser más eficaz en esta función que su contraparte humana / Financiamiento: Proyecto Fondecyt 3100021

Trabajo de Investigacion Requisito para optar al grado de Cirujano Dentista / Introducción: La reconstrucción de defectos del complejo craneomaxilofacial es un actual desafío clínico en odontología. Actualmente se requieren sistemas y terapias clínicas más eficientes para lograr la regeneración de tejido óseo; especialmente en aplicaciones de cirugía maxilofacial, implantología y periodoncia. El desarrollo de la nanotecnología en conjunto con la ingeniería de tejidos ofrece innovadoras soluciones, mediante el estudio, diseño y uso de nanopartículas cerámicas bioactivas. Sin embargo, actualmente se requiere conocer de qué forma las diferentes características estructurales a nano escala de estos biomateriales afectan sus propiedades bioactivas. En este trabajo se sintetizan nanobiomateriales cerámicos con propiedades potenciales para regeneración ósea, nanopartículas de hidroxiapatita (n-HA), nanopartículas de vidrio bioactivo (n-BG) y vidrio bioactivo mesoporoso (MBG) y se estudia el efecto de su características estructurales sobre sus propiedades de bioactividad in vitro. Objetivos: Sintetizar materiales cerámicos bioactivos (n-HA, n-BG y MBG) con diferente nanoestructura (tamaño de partícula y nanoporosidad) y naturaleza química y evaluar sus propiedades osteogénicas in vitro. Metodología: Se sintetizaron partículas de n-HA, n-BG y MBG utilizando la técnica de síntesis sol-gel. Estos materiales fueron caracterizados por medio de difracción de rayos-X (DRX), microscopía electrónica de transmisión (TEM), espectroscopía de infrarrojo (FTIR-ATR), y mediciones de área superficial y tamaño de nanoporos por sortometría de N2. La bioactividad in vitro se evaluó mediante la capacidad para inducir la formación de apatita tipo ósea en fluido fisiológico simulado (SBF) a 36.5°C; analizado mediante microscopía electrónica de barrido (SEM-EDX) y DRX. Se evaluó preliminarmente la capacidad de adsorción de proteínas, de citocompatibilidad y diferenciación osteogénica de células madres dentales. Resultados y discusión: Las partículas n-HA y n-BG presentaron tamaño nanométrico (40 nm, 70 nm), con áreas superficiales entre 66 y 76 m2/g, mientras que MBG un tamaño micrométrico (2 μm) pero con una nanoestructura interna altamente ordenada, compuesta de poros de 4 nm y un área superficial de 480 m2/g. Todas las partículas presentaron capacidad para inducir formación de apatita en SBF, para adsorber proteínas extracelulares, así como de diferenciación celular osteogénica, siendo estas propiedades mayores para la partícula de n-BG. Estos resultados se explican, debido a que el tamaño de partícula parece ser la propiedad más determinante en el comportamiento bioactivo (n-BG), en comparación con la nanoestructura porosa interna (MBG). La formación de apatita parece estar determinada por la superficie externa más que por la superficie interna que produce la nanoporosidad. Por otra parte, los biomateriales de vidrio bioactivo (n-BG y MBG) resultan más bioactivos que la hidroxiapatita (n-HA), como consecuencia de su estructura amorfa, mayor producción de productos de iónicos de disolución, y por lo tanto reactividad en condiciones fisiológicas. Conclusión: El tipo de nanoestructura afecta las propiedades de bioactividad osteogénica de los biomateriales cerámicos. Un tamaño nanométrico de partícula (n-BG) parece ser más favorable que una nanoestructura porosa interna (MBG) para acelerar la formación de apatita tipo ósea y estimular la diferenciación osteogénica de células madres in vitro. Las propiedades demostradas en estas bionanocerámicas parecen ser promisorias en el campo de regeneración ósea.

El objetivo del presente trabajo es estudiar, analizar y evaluar el comportamiento del Fosfato tetracálcico fraguable Ca<SUB>4</SUB>(PO<SUB>4</SUB>)<SUB>2</SUB>, su combinación con la hidroxiapatita sintética y su posible aptitud como material de injerto. Como así también diseñar una estrategia terapéutica frente a los defectos estructurales del hueso e identificar factores que favorezcan la neoformación ósea. Se utilizaron 30 ratas endocriadas de cepa Fisher (F344/N), libres de patógenos específicos (SPF), con un peso de 500 gramos y 16 semanas de edad, provenientes del Bioterio de la Facultad de Ciencias Veterinarias de la Universidad Nacional de La Plata. Las mismas fueron escogidas por muestreo aleatorio simple, y luego divididas en 3 grupos de 10 animales cada uno. Todas fueron operadas bajo anestesia general con Ketamina/Xilacina 75 mg/kg + 10 mg/kg por vía IM. Se realizó una perforación de 9 mm de largo, por 3 mm de ancho y 3 mm de profundidad. El grupo 1 fue injertado con fosfato tetracálcico fraguable, el grupo 2 con la combinación de fosfato tetracálcico e hidroxiapatita sintética y el grupo 3, sin tratamiento, fue el grupo control. Una vez operados, los animales integrantes de cada una de las experiencias que se efectuaron, permanecieron alojados bajo observación en el pabellón de Animales de Experimentación de la Cátedra de Animales de Laboratorio de la Facultad de Ciencias Veterinarias de la UNLP, durante 30 días. Posteriormente los animales fueron sacrificados por inhalación de monóxido de carbono, y sus fémures resecados a fin de hacer preparados para su evaluación por microscopía. Estudios que se llevaron a cabo en el Servicio de Microscopía de la Cátedra de Patología General de la Facultad de Ciencias Veterinarias de la UNLP. Las mismas fueron digitalizadas y se evaluó la superficie de hueso regenerado, dentro del defecto. Los distintos elementos de la imagen histológica fueron segmentados en base al color de la tinción (H.E) y posteriormente calculada su superficie mediante un analizador digital de imágenes.

Trabajo de Investigación Requisito para optar al Título de Cirujano Dentista / Actualmente se requiere el desarrollo de nuevas terapias para reparar tejido óseo. La ingeniería de tejidos es una disciplina que combina un (andamio) o matriz polimérica, células y señales bioactivas para lograr regenerar un tejido. Los bionanocompósitos son materiales compuestos por partículas biocerámicas nanométricas incorporadas a un andamio polimérico, que combina las propiedades de sorporte del andamio con la capacidad osteoconductiva de las nanobiocerámicas. En este trabajo se presenta la preparación de andamios bionanocompósitos a base de una matriz biocompatible de quitosano y gelatina con nanopartículas incorporadas de hidroxiapatita (nHA), de vidrio bioactivo (nBG), vidrio bioactivo mesoporoso (MBG) y nanoesferas de vidrio bioactivo nanomesoporoso (n-MBG). Se evaluaron las propiedades estructurales, físicas, químicas y la capacidad bioactiva para la formación de apatita de los bionanocompósitos para su potencial aplicación en ingeniería de tejidos (óseo). Objetivos: Preparar andamios bionanocompósitos a base de quitosano/gelatina y nanopartículas biocerámicas y evaluar su bioactividad in vitro. Materiales y Métodos: Se sintetizaron biocerámicas de HA y BG (nHA, MBG, nBG y n-MBG) utilizando la técnica Sol-Gel. Se prepararon bionanocompósitos con un contenido de 5% y 25% de partícula. Los materiales fueron caracterizados mediante difracción de rayos-X (DRX), espectroscopia infrarrojo (FTIR-ATR) y microscopía electrónica de barrido equipada con microanálisis elemental de energía dispersiva de rayos X (SEM-EDX). Se evaluó su tasa de degradación in vitro y sus propiedades mecánicas en modo compresión. La bioactividad de los bionanocompósitos fue evaluada mediante la capacidad de los bionanocompósitos de inducir apatita tipo ósea en suero fisiológico simulado (SBF). La formación de apatita fue analizada con DRX, FTIR-ATR y SEM. La citocompatibilidad celular fue evaluada preliminarmente mediante el test Alamar Blue utilizando células tipo fibroblastos. Resultados y discusión: Los bionanocompósitos presentaron diferente porosidad de acuerdo al tipo de nanopartícula y apropiado para conducir la formación de nuevo tejido, destacándose aquellos con nBG por su porosidad más homogénea e interconectada. Las propiedades mecánicas y tasa de degradación in vitro de los biopolímeros no fueron alteradas con la incorporación de nanopartículas biocerámicas. Los ensayos en SBF demostraron que bionanocompósitos nBG y nMBG tienen mejores propiedades bioactivas y el mayor contenido de partícula promueve una mayor y más rápida formación de apatita tipo ósea in vitro. Adicionalmente, los bionanocompósitos de nBG no alteraron la citocompatibilidad. Conclusión: Los materiales bionanocompósitos optimizados presentan adecuadas propiedades bioactivas y estructurales para el estudio de terapias de regeneración ósea, basadas en ingeniería de tejidos. / Adscrito a Proyecto FONDECYT 1130342

Trabajo de Investigación Requisito para optar al Título de Cirujano Dentista / Adscrito a Proyecto de Investigación PRI ODO 012/016 y FONDECYT 1140904

La presente investigación fue realizada en 30 mujeres posmenopáusicas, de 50 a 60 años de edad, pacientes que acudieron a la clínica odontológica de la Universidad Nacional Federico Villarreal para un tratamiento dental. Tal estudio es de tipo transversal, retrospectivo, analítico y comparativo. El objetivo de la presente investigación fue establecer radiográficamente el efecto de la posmenopausia en las crestas óseas alveolares en mujeres de 50 a 60 años de edad, teniendo como referencia la distancia entre la cresta alveolar y el límite cemento esmalte. Para ello, el total de pacientes se agruparon en dos, el primer grupo, con 7 o menos años y el segundo grupo, con más de 7 años de posmenopausia. Para tal determinación, se utilizaron placas radiográficas de una misma marca (Kodak) y sensibilidad, para evitar sesgos producidos por la sensibilidad radiográfica particular. Se tomaron radiografías periapicales de los dientes centrales inferiores, con el punto de entrada dirigido a la cresta alveolar interdentaria mediante la técnica paralela con el sistema RINN para evitar distorsión alguna. Los resultados encontrados corroboran la existencia de la correlación entre los años de posmenopausia y la reabsorción de las crestas óseas alveolares, tal correlación queda demostrado con el incremento de la distancia entre la cresta alveolar y el límite cemento esmalte, aunque estadísticamente no significativa. Por otro lado, no se encontró una relación directa entre los años de posmenopausia y la cantidad de reabsorción de las crestas alveolares. / --- This research was conducted in 30 postmenopausal women between 50 and 60 years old, patients attending the Dental Clinic of the Federico Villarreal National University for dental treatment. This study is cross-sectional, retrospective, analytical and comparative. The objective of this research was to radiographically determine the effect of the posmenopause in the alveolar bony ridges in women between 50 and 60 years old having as reference the distance between the boundary of the cement enamel and the alveolar ridge. For that purpose, all of the patients were grouped into two groups, the first group with less than 7 years of posmenopause and the second group of more than 7 years of posmenopause. For this determination, we used x-ray film of the same brand (Kodak) and sensitivity, to avoid bias caused by the particular radiographic sensitivity. Periapical radiographs were taken of the inferior central teeth with the point of entry guided to the interdental alveolar ridge using the parallel technique with the RINN system to avoid any distortion. The results corroborate the existence of the association between the number of years of postmenopausal osteoporosis with the resorption of the alveolar ridge, such association was demonstrated by the increasing distance between the enamel cement limited to the alveolar ridge, but statistically meaningless. Furthermore, no direct relationship was found between years of posmenopause with the amount of resorption of the alveolar ridges.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere un asesor / Estudia los efectos perjudiciales que tienen el TiO2, SiO2 y ZnO a nivel celular (citotoxicidad) como a nivel de DNA (genotoxicidad) y de expresión de genes estratégicos de proliferación y maduración celular, empleado como modelo la médula ósea roja del ratón albino Mus musculus. Para tal fin se evalúa 90 ratones a los cuales se inocula vía intraperitoneal (IP) nanoparticulados de cada óxido dispersado en agua ultrapura en dosis aproximadas de ZnO (0,5 ; 1,0; 2,5; 5,0 y 10 μg/kg); TiO2 (5 ; 10; 15; 20 y 25 μg/kg), y SiO2 (0,5; 1,0; 2,5; 5,0 y 10 μg/kg). / Innóvate Perú / Tesis