Memoria para optar al Titulo Profesional de Médico Veterinario / En este estudio se estima el grado de madurez ósea en equinos fina sangre de carrera, para esto, se tomaron vistas antero posterior y latero medial de la mano izquierda de 20 ejemplares hembras y 20 machos, nacidos entre julio y noviembre del año 2001. A partir de las imágenes radiográficas se determinaron tres parámetros: cierre de cartílago de crecimiento en la fisis distal del radio, densidad radiográfica y grosor cortical del metacarpo. Como resultado se obtuvo una dependencia estadísticamente significativa del grado de cierre de cartílagos de crecimiento con la época de nacimiento, encontrándose mayormente cerrados y semi-cerrado en los animales nacidos entre julio y primera mitad de septiembre. No se encontraron diferencias en las fisis entre machos y hembras. Los otros parámetros medidos (densidad y grosor cortical) no demostraron diferencias estadísticamente significativas entre sexos ni entre época de nacimiento. Como conclusión se establece que para la estimación de madurez ósea en animales nacidos el mismo año, el único parámetro que arroja claros resultados es el grado de cierre de los cartílagos de crecimiento medidos en la fisis distal del radio

El hueso, para su estudio, se puede considerar tanto un tejido como una estructura, ya que desempeña dos funciones básicas: (i) control del metabolismo mineral de Ca, P y Mg (función fisiológica) y, (ii) sostén y protección de órganos (función mecánica). Como el material estructural primario del cuerpo, el mismo debe soportar una variedad de condiciones de carga estáticas y dinámicas; lo cual le es posible debido a la alta complejidad de su estructura altamente organizada. El tejido óseo es un compuesto de fibras de colágeno resistentes, aunque flexibles, reforzadas con nanocristales de fosfato cálcico. Esta estructura compuesta le da una rigidez mucho mayor que el resto de los tejidos mientras que le proporciona una tenacidad a la fractura y resistencia al daño sorprendentemente altas. La complejidad mecánica del tejido óseo, compuesto de hueso cortical y hueso trabecular, ambos con comportamientos mecánicos distintos, supera la de la mayoría de los materiales utilizados en ingeniería y por tal motivo su reemplazo por un material funcional es prácticamente imposible. Las dificultades clínicas que radican en la incapacidad de restaurar, frente a una pérdida de masa, la funcionalidad del tejido óseo mediante la sustitución sumado al deterioro de la micro-arquitectura ósea o pérdidas cualitativas de tejido asociadas a ciertas patologías, motivan la necesidad de investigar el modo de regenerar tejido nativo. El objetivo es guiar la formación de hueso sano necesario y suficiente para cubrir los defectos óseos, así como también brindar un soporte adecuado para alojar las prótesis. La ingeniería de tejido en las últimas décadas se ha convertido en un área de la ciencia que nos despliega una opción para la regeneración ósea en lugar de la sustitución mediante el uso de estructuras tridimensionales (3D) o matrices enriquecidas que pueden proveer de manera autóloga el sistema de reparación y regeneración de hueso a grandes volúmenes: biorreactores óseos. Estos sistemas se han convertido día a día en la opción más considerada y consisten en el acoplamiento y organización de células, andamios y complementos fisiológicos que simulen el ambiente tisular. Con la combinación adecuada de estos factores es posible obtener la respuesta celular adecuada hacia la regeneración funcional de tejido, siendo el andamio la estructura de sostén mecánico de todo el sistema. Considerando lo mencionado, durante el presente trabajo se plantearon los siguientes objetivos específicos con el objetivo general de crear una estructura con potencial aplicación como biorreactor óseo: (1) estudiar la respuesta potencial de regeneración celular ósea ante la presencia de nanorodillos de hidroxiapatita (HA) sintética; componente fundamental de la estructura u andamio a preparar. (2) Determinar las propiedades e interacciones de los nanorodillos de HA con una proteína derivada de la hidrolisis de colágeno (gelatina); la organización de este sistema compuesto será la base estructural del andamio. (3) Construir y caracterizar un andamio basado en los componentes mencionados en la búsqueda del desarrollo de un biorreactor óseo. Para cumplir con los objetivos planteados, en primer lugar, se estudió la viabilidad, proliferación, adhesión y diferenciación en linaje osteogénico de células madre derivadas de tejido adiposo humano cultivadas en presencia de recubrimientos de dos tipos de nanorodillos de hidroxiapatita. Estos aspectos fueron analizados mediante técnicas de cuantificación de la actividad metabólica celular, actividad de la fosfatasa alcalina, cuantificación de la expresión génica, determinación de depósitos de fosfato de calcio y observación de las células adheridas. En segunda instancia, mediante el análisis de la viscosidad y densidad de soluciones con diferentes concentraciones de gelatina y cantidades de nanorodillos de hidroxiapatita mantenidas a distintas temperaturas se estudió la organización hidrodinámica de nuestro sistema. Esta sección fue complementada con estudios de espectroscopía y microscopía óptica. Como tercer paso se seleccionó una de las soluciones estudiadas, a la cual se le añadió un agente entrecruzante para obtener andamios a partir de un proceso de liofilizado. Estos andamios fueron luego caracterizados estructuralmente utilizando técnicas como microscopía electrónica de barrido, microscopía electrónica de transmisión de alta resolución, difracción de rayos X, espectroscopía infrarroja, espectroscopía fotoelectrónica de rayos X y calorimetría diferencial de barrido. Por otro lado se hicieron estudios en soluciones fisiológicas simuladas de degradación y bioactividad. En la parte final de nuestro trabajo, se realizaron estudios acerca de la porosidad, almacenamiento de solventes y propiedades mecánicas de los andamios construidos. Como resultado de este estudio, se obtuvieron andamios conformados a partir de una hidroxiapatita sintética similar a la apatita ósea, capaz de inducir proliferación y diferenciación celular, combinada con gelatina y un agente entrecruzante que presentan propiedades mecánicas comparables con las encontradas en tejidos óseos y características estructurales apropiadas para su consideración como biorreactor. Además, los estudios de bioactividad y degradación de los andamios también arrojaron resultados prometedores para su aplicación en ingeniería de tejidos óseos. / The bone, for its study, could be considered both a tissue and a structure, since it performs two basic functions: (i) control of Ca, P and Mg mineral metabolism (physiological function) and, (ii) support and protection of organs (mechanical function). As the primary structural material of the body, it must withstand a variety of static and dynamic loading conditions; which is possible due to the high complexity of its highly organized structure. Bone tissue is a composite of tough but flexible collagen fibers reinforced with calcium phosphate nanocrystals. This composite structure gives it a much greater rigidity than the rest of tissues while providing surprisingly high fracture toughness and damage resistance. The mechanical complexity of the bone tissue, which is composed of cortical bone and trabecular bone, each with different mechanical behaviors, surpasses that of most materials used in engineering and for that reason its replacement by a functional material is practically impossible. The clinical difficulties that arise from the inability to restore, in a loss of mass, the functionality of the bone tissue through the substitution, added to the deterioration of the bone micro architecture or qualitative losses of tissue associated with certain pathologies, motivate the need to investigate the way to regenerate native tissue. The goal is to guide the formation of necessary and sufficient healthy bone to cover the defects, as well as to provide adequate support to accommodate the prostheses. In the last decades, tissue engineering has become an area of science that offers us an option for bone regeneration, instead of replacement, through the use of three-dimensional structures (3D) or enriched matrices that can provide an autologous system of repair and regeneration of bone to large volumes: bone bioreactors. Currently these systems have become a more considered option and consist in the coupling and organization of cells, scaffolds and physiological supplements that simulate the tissue environment. With the adequate combination of these factors it is possible to obtain the adequate cellular response towards the functional regeneration of tissue, a scaffold being the mechanical support structure of the whole system. Considering the above, the following specific objectives of the present work were set out with the general aim of creating a structure with potential application as a bone bioreactor: (1) to study the potential response of bone cell regeneration to the presence of synthetic hydroxyapatite nanorods (HA); a fundamental component of the scaffold to be prepared (2) to determine the properties and interactions of HA nanorods with a protein derived from the hydrolysis of collagen (gelatin); the organization of this system will be the structural basis of the scaffold (3) to construct and characterize a scaffold based on the components mentioned in the search for the development of a bone bioreactor. First, the viability, proliferation, adhesion and differentiation in osteogenic lineage of stem cells derived from human adipose tissue cultured in the presence of coatings of two types of hydroxyapatite nanorods were studied. These aspects were analyzed by quantification techniques of cellular metabolic activity, alkaline phosphatase activity, quantification of gene expression, determination of calcium phosphate deposits and observation of adhered cells. In the second instance, the hydrodynamic organization of our system was studied by analyzing the viscosity and density of solutions with different concentrations of gelatin and amounts of hydroxyapatite nanorods maintained at different temperatures. This section was supplemented with spectroscopy and optical microscopy studies. As a third step, a crosslinking agent was added to a selected solution, in order to obtain scaffolds from a freeze-drying process. These scaffolds were then structurally characterized using techniques such as scanning electron microscopy, high resolution transmission electron microscopy, X-ray diffraction, infrared spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and differential scanning calorimetry. On the other hand degradation and bioactivity studies were carried out in simulated physiological solutions. In the final part of our work, porosity, solvent storage and mechanical properties of constructed the scaffolds were studied. As a result of this study, scaffolds were obtained from a synthetic hydroxyapatite, similar to the bone apatite and capable of inducing cell proliferation and differentiation, combined with gelatin and a crosslinking agent. These structures presented mechanical properties comparable to those found in bone tissues and structural properties suitable for consideration as a bioreactor. In addition, studies of bioactivity and scaffold degradation also yielded promising results for application in bone tissue engineering.

OBJETIVO: Identificar las variaciones de la calidad de imagen en SPECT óseo de columna lumbar con el método de reconstrucción iterativo. MATERIAL Y MÉTODOS: Estudio observacional, explicativo, retrospectivo, transversal, que incluyó 47 estudios de imágenes de SPECT óseo de columna lumbar durante el periodo de enero a diciembre del año 2014, estos estudios fueron realizados en el área de Medicina Nuclear de la Clínica San Gabriel. Los datos fueron ingresados a programa estadístico SPSS v.22; se estimaron frecuencias, media y desviación estándar. Para el análisis relacional se determinó la distribución normal (Kolmogorov - Smirnov) y luego se aplicó la prueba estadística Kruskal-Wallis. Por último se hizo la comparación por pares por medio de la prueba U de Mann-Whitney. RESULTADOS: Se identificó que la calidad de imagen con valores de 6i x 8s y 8i x 8s presentaron los mayores valores homogéneos para las variaciones de iteraciones, por lo que se presentan como mejores puntos de referencia para una mejor calidad de imagen. Asimismo al evaluar los subconjuntos, los valores de rango promedio representan una calidad de imagen igual, observándose que la calidad de imagen con 4i x 8s y 4i x 4s presentaron los mayores valores homogéneos para las variaciones de subconjuntos. CONCLUSIÓN: Las variaciones de la calidad de imagen en SPECT óseo de columna lumbar utilizando el método de reconstrucción iterativo mejoran con 6i x 8s y 8i x 8s, puesto que con esas combinaciones el tiempo de reconstrucción de una imagen de mejor calidad sería mínimo. PALABRAS CLAVES: SPECT óseo, iteraciones, subconjuntos, calidad de imagen, método de reconstrucción iterativo. / --- OBJECTIVE: To identify the variations of image quality in lumbar spine bone SPECT using the method of iterative reconstruction. METHODOLOGY: Observational, explanatory, retrospective, cross-sectional study that includes 47 SPECT imaging studies of lumbar spine bone during the period from January to December 2014, these studies were conducted in the area of Nuclear Medicine of the San Gabriel Clinic. The data were entered into SPSS v.22, and frequencies, mean and standard deviation were estimated. Relational analysis for normal distribution (Kolmogorov - Smirnov) was determined and then applied Kruskal-Wallis. Finally the comparison was made pairwise by the Mann-Whitney U test. RESULTS: It was identified that the image quality values 6i x 8s and 8i x 8s homogeneous showed the highest values for variations of iterations, which are presented as best reference points for better image quality. Also when evaluating subassemblies, the values for represent average range equal image quality observed that the image quality 4i x 8s and 4i x 4s showed the highest values for homogeneous subsets variations. CONCLUSIONS: Variations in image quality in lumbar spine bone SPECT using the iterative reconstruction method improve with 6ix8s and 8ix8s, with these combinations the time reconstruction for a better quality imaging would be minimal. KEYWORDS: SPECT bone, iterations, subsets, image quality, iterative reconstruction method.

El desarrollo científico y tecnológico de los últimos años se ha acompañado de un aumento de la esperanza de vida y un incremento, en consecuencia, de eventos asociados a desórdenes patológicos. En el tejido óseo, estas afecciones incluyen desde fracturas hasta osteoporosis, osteomielitis, osteosarcoma y osteoartritis. Esto ha acrecentado el número de implantes e injertos de hueso realizados en el ámbito de la ortopedia y odontología. Estas cirugías suponen un riesgo inherente de infección y de desarrollo de afecciones periimplantarias, con el consecuente aflojamiento del implante y necesidad de procedimientos de revisión. El desarrollo de microorganismos en la superficie de una prótesis genera un proceso infeccioso que cursa con inflamación de los tejidos blandos que rodean al implante, comprometiendo su futuro. Adicionalmente, en muchos casos son necesarias cirugías de revisión por aflojamiento aséptico, es decir, aflojamiento del implante debido a procesos no infecciosos. Este evento está asociado a la falta de integración del implante con el hueso (osteointegración), con impedimento de fijación de la prótesis al cuerpo. En virtud de lo mencionado, el objetivo de este trabajo fue el desarrollo de nuevas estrategias que permitan conjuntamente mejorar la integración hueso-implante y a la vez evitar la colonización bacteriana de las superficies implantables. Para la implementación de dichas estrategias se emplearon nanopartículas de hidroxiapatita (nano-HA), las cuales reúnen muchas características que la convierten en una alternativa ideal para su uso en el desarrollo de biomateriales destinados al tejido óseo: composición química similar a la fase mineral ósea, biocompatibilidad, biodegradabilidad y propiedades osteoinductivas. Para ello, se han abordado diferentes enfoques como el desarrollo de plataformas y/o formulaciones portadoras de fármacos (plataformas HAI/CIP, HAI/L-ARG/IBU y la formulación multifármaco LMm/nano-HAI), así como mecanismos alternativos para impedir la colonización de superficies implantables por parte de microrganismos sin la incorporación de principios activos (plataformas HAII/MoOx). Los sistemas desarrollados demostraron ser estrategias válidas y con potencial para su aplicabilidad como biomateriales para el recubrimiento de superficies implantables y/o relleno de pequeños defectos óseos. Las plataformas HAI/CIP, HAI/L-ARG/IBU y la formulación multifármaco LMm/nano-HAI propiciaron la liberación de los fármacos ibuprofeno y ciprofloxacina dentro de los rangos de concentración terapéuticos, con una cinética controlada dependiente del pH y en los tiempos adecuados en relación al proceso normal de curación de heridas. Además, la formulación multifármaco demostró estabilidad de almacenamiento en un marco temporal apropiado, actividad antibacteriana in vitro frente a Staphylococcus aureus y Pseudomona aeruginosa y biocompatibilidad in vitro en cultivos primarios de osteoblastos de calvaria de rata. Por otra parte, a partir del desarrollo de las plataformas HAII/MoOx hemos confirmado que las propiedades de fluorescencia autoactivadas pueden inducirse combinando óxidos de molibdeno (MoOx) con cristales de HA. Los defectos puntuales inducidos en nano-HAII actúan como aceptores de electrones, propiciándole propiedades redox al material que explicarían la actividad antibacteriana de las plataformas frente a las cepas bacterianas Staphylococcus aureus y Pseudomona aeruginosa. Se verificó la biocompatibilidad in vitro de estas plataformas por interacción de las mismas con cultivos primarios de osteoblastos de calvaria de rata. / The scientific and technological development of recent years has been accompanied by an increase in life expectancy and, consequently, an increase in events associated with pathological disorders. In bone tissue, these conditions range from fractures to osteoporosis, osteomyelitis, osteosarcoma and osteoarthritis. This has increased the number of implants and bone grafts performed in the field of orthopedics and dentistry. These surgeries pose an inherent risk of infection and the development of peri-implant conditions, with the consequent loosening of the implant and the need for revision procedures. The microorganism’s growth on the surface of a prosthesis generates an infectious process that causes inflammation of the soft tissues surrounding the implant, compromising its future. Additionally, in many cases revision surgeries are necessary due to aseptic loosening, that is, loosening of the implant due to non-infectious processes. This event is associated with the lack of integration of the implant with the bone (osseointegration), with a prosthesis fixation impediment to the body. By virtue of the above, the objective of this work was the development of new strategies that jointly allow to improve bone-implant integration and, at the same time, avoid bacterial colonization of implantable surfaces. For the implementation of these strategies, hydroxyapatite nanoparticles (nano-HA) were used, which have many characteristics that make them an ideal alternative to use in the development of biomaterials for bone tissue: chemical composition similar to the bone mineral phase, biocompatibility, biodegradability and osteoinductive properties. To this end, different approaches have been addressed, such as the development of drug- releasing platforms and/or formulations (HAI/CIP, HAI/L-ARG/IBU platforms, and the LMm/nano-HAI multidrug formulation), as well as alternative mechanisms to prevent the colonization of implantable surfaces by microorganisms without the incorporation of active ingredients (HAII/MoOx platforms). The developed systems proved to be valid strategies with potential for their applicability as biomaterials for the coating of implantable surfaces and/or filling of small bone defects. The HAI/CIP, HAI/L-ARG/IBU platforms and the LMm/nano-HAI multidrug formulation favored the release of ibuprofen and ciprofloxacin drugs within therapeutic concentration ranges, with controlled kinetics dependent on pH and time. in relation to the normal process of wound healing. In addition, the multidrug formulation demonstrated storage stability in an appropriate time frame, in vitro antibacterial activity against Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa, and in vitro biocompatibility with primary cultures of rat calvaria osteoblasts. On the other hand, from the development of HAII/MoOx platforms we have confirmed that self-activated fluorescence properties can be induced combining molybdenum oxides (MoOx) with HA crystals. The point defects induced in nano-HAII act as electron acceptors, providing redox properties to the material that would explain the antibacterial activity of the platforms against the bacterial strains Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa. The in vitro biocompatibility of these platforms was verified through their interaction with primary cultures of rat calvaria osteoblasts.

El hueso es un tejido mineralizado formado por una matriz compleja en sus diferentes niveles jerárquicos que van desde la macro a la nanoescala. La biomineralización ósea ocurre mediante un proceso que involucra la formación y el control morfológico de cristales inorgánicos de apatita biológica mediante sistemas autoensamblados de moléculas que actúan como nanoreactores; éstos ejercen un control exquisito sobre la nucleación, crecimiento y modelado de los minerales. El entendimiento de estos procesos biológicos ha servido como como fuente de inspiración para la obtención de biomateriales sintéticos. La hidroxiapatita (HA, Ca5(PO4)3(OH)) sintética, es un material comúnmente utilizado en ingeniería de biomateriales por sus propiedades fisicoquímicas y biológicas únicas, que le proporcionan una buena biocompatibilidad, excelente habilidad para formar enlaces químicos con el tejido óseo y apropiada osteoconductividad. Actualmente, uno de los desafíos de la ingeniería de tejido óseo consiste en el diseño de una matriz capaz de imitar las propiedades del hueso a modo de proporcionar un reemplazo temporal del tejido lesionado, y a su vez con una velocidad de biodegradación adecuada que permita la reparación y regeneración del tejido. Teniendo en cuenta las consideraciones mencionadas previamente, los objetivos planteados para este trabajo de investigación fueron (i) obtener HA nanocristalina a partir de la precipitación organizada de los cristales en sistemas autoagregados formados por el anfifilo CTAB y distintos polímeros como agentes directores de estructura y (ii) evaluar el potencial efecto reparador del tejido óseo de los materiales obtenidos. Se utilizaron plantillas CTAB/polímero diferentes para obtener cuatro materiales que presentaron una composición química análoga a la apatita biológica presente en el hueso, pero con características topográficas diversas influenciadas por las interacciones específicas entre los sistemas híbridos CTAB/polímero y las sales inorgánicas en solución. Para analizar el comportamiento de los materiales en un entorno biológico fueron inmersos en diferentes soluciones fisiológicas simuladas para probar sus propiedades de biodegradación, bioactividad y adsorción de albúmina. La biocompatibilidad in vitro de los mismos se comprobó utilizando osteoblastos y células madre mesenquimales (MSC). En estos ensayos se analizaron los siguientes aspectos: (i) viabilidad y diferenciación de osteoblastos; (ii) adhesión de MSC en cubiertas de HA y (iii) adhesión, integridad del citoesqueleto y genotoxicidad de MSC en cubiertas híbridas biomiméticas HA / colágeno tipo I. Finalmente, se estudió la influencia de las nanopartículas en la coagulación. Los resultados de este trabajo demostraron que es posible controlar las características fisicoquímicas y la rugosidad de los materiales utilizando diferentes sistemas como directores de estructura, las cuales tienen una gran influencia en las respuestas generadas en un entorno biológico simulado. Además, se ha logrado obtener con éxito un material de HA que induce respuestas favorables en los ensayos de bioactividad, biocompatibilidad in vitro y en la activación de la coagulación, todos ellos indicadores indirectos de su potencial efecto osteoinductor in vivo. La información generada resalta la influencia de las características superficiales de los biomateriales para determinar su potencial uso en regeneración de tejido y su futura aplicación como parte de andamios en ingeniería de tejido óseo. / Bone is a mineralized tissue composed by a complex matrix arranged in different hierarchical levels of organization going from macro- to nanoscales. Bone tissue biomineralization involves a control and formation of inorganic crystals of biological apatite by self-assembled systems of molecules that act as nano-reactors controlling nucleation and growth of minerals. Understanding from biological process has led to important advances in the manufacture of synthetic biomaterials. Synthetic hydroxyapatite (HA, Ca5(PO4)3(OH)), is a material commonly used in biomaterial engineering due to its unique physicochemical and biological properties such as good biocompatibility, excellent ability to form chemical bonds with bone tissue and appropriate osteoconductivity. Nowadays, one of the challenges of bone tissue engineering consists of designing a bioactive matrix capable of mimicking the natural properties of bone while providing a temporary replacement for the injured tissue with a suitable biodegradation rate, and thus sustaining tissue repair and regeneration. Therefore, the objectives for this thesis were (i) to obtain nanocrystalline HA using inorganic crystal precipitation in self-assembled systems of CTAB and polymers as structure directing agents and, (ii) to evaluate the potential bone tissue regenerative effect of HA nanomaterials. During the synthesis, templates of four CTAB / polymer systems were used in order to obtain materials with similar chemical composition of biological apatite, but with different topographies generated by each micelle/polymer system and inorganic minerals hybrid interaction. Firstly, materials were immersed in different simulated fluids to test their properties: biodegradation, bioactivity and albumin adsorption. The materials’ biocompatibility was tested in the presence of both, osteoblasts and mesenchymal stem cells (MSC). The following assays were performed: (i) immature osteoblasts’ viability and differentiation, (ii) MSCs’ adhesion onto nano-HA materials coatings, and (iii) MSCs’ adhesion, cytoskeletal integrity and genotoxicity onto HA/collagen type I coating. Finally, the influence in coagulation process by HA nanoparticles was studied. The results obtained in this research have showed that it is possible to control the physicochemical and roughness characteristics of the materials by using different structural systems directors, which have dissimilar responses in simulated biological environments. Additionally, we successfully synthesized a HA material that induce favorable responses in bioactivity, biocompatibility and coagulation in vitro assays; suggesting its in vivo osteoinductive potential. These results highlight the influence of material’s surface characteristics to determine their tissue regeneration potential to be applied for engineering osteogenic scaffolds.

El Tumor de Células Gigantes es un tumor de comportamiento localmente agresivo y que asienta a nivel óseo próximo a las articulaciones en pacientes jóvenes. La larga trayectoria en el tratamiento de los tumores óseos en el Hospital Universitario Virgen de la Arrixaca y la controversia actual en el diagnóstico y tratamiento de este tumor nos llevó a realizar esta Memoria. Todos los pacientes de la serie fueron sometidos a una completa anamnesis y exploración física y se cuantificaron los intervalos transcurridos desde la aparición de los síntomas, momento de consulta, diagnóstico y tratamiento. Se valora las técnicas diagnósticas empleadas, así como el tratamiento quirúrgico bien mediante procedimiento intralesional o resección amplia y las técnicas de reconstrucción. Se estudia la integración de los aloinjertos estructurales mediante la escala ISOLS y la integración del aloinjerto triturado mediante la escala VIIT. También se valora los resultados funcionales mediante la escala EFCOM. / Giant cell tumor is a locally aggressive bone tumor and it is located in the end of the long bones near of joints in young patients. The long history in the treatment of bone tumors at the Hospital Universitario Virgen de la Arrixaca and the current controversy in the diagnosis and treatment of this tumor led us to this report. All patients in the series underwent a complete history and physical examination and quantified the interval since the onset of symptoms, time of consultation, diagnosis and treatment. It assesses the diagnostic techniques used and the surgical procedure or by intralesional or wide resection and reconstruction techniques. We study the integration of structural allografts by ISOLS scale and integration of crushed allografts by the VIIT scale. It also assesses the functional results by EFCOM scale.

Introducción: Los cultivos de osteoblastos humanos obtenidos de explantes óseos son un buen modelo de estudio de la funcionalidad osteoblástica. Existe una elevada correlación entre la actividad celular que presentan los osteoblastos in vitro e in vivo (biopsias óseas). El cultivo primario de osteoblastos derivados de hueso trabecular es el mejor modelo para el estudio de anomalías intrínsecas de las células de pacientes con enfermedades metabólicas óseas.Las estatinas o inhibidores específicos del enzima HMG-CoA reductasa actúan inhibiendo la síntesis hepática de colesterol. Las estatinas son utilizadas para disminuir los niveles de colesterol y proporcionar una importante vía de abordaje en el tratamiento de la hiperlipidemia y arteriosclerosis. En los últimos años se ha visto que pueden tener efectos pleiotrópicos en el hueso.El objetivo del trabajo fue analizar la implicación de la funcionalidad osteoblástica en el metabolismo del hueso mediante cultivo primario de osteoblastos humanos. De esta manera el trabajo se ha separado en cuatro subestudios diferentes que tienen como columna vertebral el cultivo primario para el estudio de la función osteoblástica.Objetivos: Subestudio I: Análisis del cultivo primario de osteoblastos humanos y la línea tumoral MG-63 como modelo para el estudio de patologías metabólicas óseas y el efecto de factores reguladores y de fármacos en el hueso. Subestudio II: Estudio de la proliferación celular y de la expresión génica del sistema OPG/RANKL, los factores Cbfa1 y BMP-2, y el colágeno tipo 1 y la osteocalcina, en cultivo primario de osteoblastos de pacientes con osteoporosis posmenopáusica. Subestudio III: Análisis del efecto de la simvastatina y la atorvastatina sobre la proliferación celular y la expresión génica del BMP-2, el colágeno tipo 1 y la osteocalcina en osteoblastos humanos primarios normales y la línea celular MG-63. Subestudio IV: Estudio de la proliferación celular y de la expresión génica del colágeno tipo 1 y la osteocalcina en cultivo primario de osteoblastos de varones con osteoporosis idiopática.Metodología: Para el cultivo primario de osteoblastos humanos se utilizaron muestras de rodilla, de cabeza de fémur y de cresta ilíaca. Se extrajo el hueso trabecular y se troceó en explantes de 1mm3. Los explantes fueron lavados mediante agitación mecánica con una solución salina y depositados sobre una placa de Petri con medio completo suplementado con suero. Pasadas aproximadamente cuatro semanas el cultivo llegaba a la confluencia y en este momento, previamente a realizar experimentos se procedía a la caracterización de los osteoblastos mediante la detección de la actividad fosfatasa alcalina y la expresión génica de la osteocalcina, usando en ambos casos fibroblastos humanos primarios como control negativo. Para la cuantificación de la expresión de los genes analizados en cada subestudio se utilizó la técnica de la PCR a tiempo real. A partir de las células tratadas de forma específica en cada uno de los subestudios se realizó la extracción de RNA total utilizando el método del Trizol. Cada una de las muestras de RNA aislado se evaluó su integridad mediante un gel de agarosa y se cuantificó para la posterior reacción de retrotranscripción a partir de 1mg de RNA. Finalmente se cuantificaron los niveles de expresión génica mediante la PCR a tiempo real. Esta técnica consiste en monitorizar la reacción de PCR a medida que ésta tiene lugar. Se realizó mediante la tecnología TacMan que utiliza unas sondas fluorogénicas que permiten la detección de los productos de PCR específicos a medida que se van sintetizando. En esta técnica se marca un umbral de fluorescencia en un punto donde la reacción se encuentra en fase exponencial. El ciclo en el cual la reacción de amplificación atraviesa el umbral de fluorescencia se denomina Ct (Treshold Cycle) y depende de la cantidad de cDNApresente en la muestra.Resultados: Subestudio I: Todas las líneas de osteoblastos primarios utilizadas mostraron fenotipo osteoblástico ya que todas ellas presentaron actividad fosfatasa alcalina y expresaron el gen de la osteocalcina. Subestudio II: Se obtuvieron un total de 21 muestras procedentes de mujeres menopáusicas sometidas a intervención quirúrgica por prótesis de rodilla. Se separaron en dos grupos en función de patología osteoporótica siguiendo los criterios densitométricos de la OMS de -2.5DS. Resultó un total de 9 muestras en el grupo de pacientes osteoporóticas y 12 muestras en el grupo de pacientes no osteoporóticas. No se observaron diferencias estadísticamente significativas en la proliferación celular entre los dos grupos. Se observó una disminución estadísticamente significativa en los niveles de expresión génica y COL1A1 en el grupo de pacientes osteoporóticas. Se observó una diferencia estadísticamente significativa en los niveles de expresión génica de OPG bajo el estímulo de vitamina D y 17?-estradiol. Subestudio III: Se observó una disminución estadísticamente significativa de la proliferación celular en los cultivos tratados con distintas concentraciones de simbastatina y atorvastatina en los osteoblastos primarios y en la línea celular MG-63. Se observó un aumento de la expresión génica de COL1A1, osteocalcina y BMP-2 en los osteoblastos primarios y en la línea celular MG-63. Subestudio IV: Se obtuvieron un total de 30 muestras procedentes de biopsia de cresta ilíaca de pacientes varones. Se separaron en dos grupos en función de patología osteoporótica siguiendo los criterios densitométricos de la OMS de -2.5DS. Resultó un total de 14 muestras en el grupo de pacientes osteoporóticas y 16 muestras en el grupo de pacientes no osteoporóticas. Se observó una disminución estadísticamente significativa de la proliferación celular en las muestras del grupo de pacientes osteoporóticos. Se observó una tendencia a la disminución de la expresión génica de COL1A1 en condiciones basales y con vitamina D en el medio. Se observó una disminución estadísticamente significativa de los niveles de expresión génica de osteocalcina en presencia de vitamina D en las muestras del grupo de pacientes con osteoporosis.Conclusiones: Subestudio I: El cultivo primario de osteoblastos es un buen modelo para el estudio de patologías metabólicas óseas (como la osteoporosis) y del efecto de factores y fármacos en el hueso. Subestudio II: Los osteoblastos procedentes de pacientes con osteoporosis posmenopáusica tienen un defecto que afecta a la expresión de genes característicos de la función osteoblástica. Subestudio III: Las estatinas (simvastatina y atorvastatina) afectan a la función osteoblástica favoreciendo la diferenciación a través de la inhibición de la proliferación celular y el incremento de la expresión de genes característicos del osteoblasto diferenciado con elevada actividad secretora. Subestudio IV: Los osteoblastos procedentes de pacientes con osteoporosis masculina idiopática tienen un defecto que afecta a la proliferación celular y a la expresión de genes característicos de la función osteoblástica. / Introduction: Human osteoblast cultures obtained from bone explants are a good model for studying the osteoblastic function. A strong correlation exists between the osteoblast activity in vitro and in vivo (bone biopsies). The osteoblasts primary culture derived from trabecular bone is the best model for the study of cell intrinsic anomalies from patients with metabolic bone illnesses.Statins or specific HMG-CoA reductase inhibitors operate inhibiting the hepatic synthesis of cholesterol. Statins are used to reduce cholesterol levels and are an important way of approaching the treatment of hyperlipidemia and arteriosclerosis. In the last years, it has been demonstrated that they can have pleiotropic effects in the bone.The objectives of this work were to analyze the implications of the osteoblastic function in bone metabolism using human osteoblast primary cultures. The work has been separated in to four substudies that although combine different strategies all share the common backbone of using primary cultures to study the osteoblastic function.Objectives: Substudy I: Analysis of primary human osteoblasts and the tumoral cell line MG-63 culture as a model for the study of bone metabolic pathologies and the effect of regulatory factors and drugs in the bone. Substudy II: Study of the cell proliferation and gene expression of OPG/RANKL, the factors Cbfa1 and BMP-2, collagen type 1 and osteocalcin in osteoblasts primary cultures in patients with postmenopausal osteoporosis. Substudy III: Analysis of the effect of simvastin and atorvastin in cell proliferation and the gene expression of BMP-2, collagen type 1 and osteocalcin in normal primary human osteoblasts and in the cell line MG-63. Substudy IV: Study of the cell proliferation and the gene expression of collagen type 1 and osteocalcin in primary cultures of osteoblasts of men with idiopathic osteoporosis.Patients and methods: For the primary culture of human osteoblasts, knee, femur and iliac crest samples were used. The trabecular bone was extracted, and cut into explants of 1mm3.The explants were washed with a saline solution by mechanic agitation and then placed on a Petri dish with complete medium complemented with serum. After approximately four weeks the culture reached confluence, and before any experiments, the osteoblasts were characterized measuring alkaline phosphatase activity and the gene expression of osteocalcin, using, in both cases, primary human fibroblasts as a negative control. For the quantification of the expression of the analyzed genes in every substudy, real time PCR was used. The different cells evaluated in every substudy were treated by the Trizol method to extract the total RNA. The integrity and the quantity of every one of the RNA samples isolated were evaluated by agarose gel electrophoresis. 1?g of RNA was used for every retrotranscription. Finally, gene expression levels were quantified by real time PCR. This technique consists in monitorizing the PCR reaction at the same time as it takes place. It was carried out using the TacMan technology that use fluorescent probes that permit the detection of the specific PCR products the moment they have been synthesized. In this technique, a fluorescent threshold is determined at a point where the reaction is in its exponential phase. The cycle in which the amplification reaction reaches the fluorescent threshold is called Ct (Threshold cycle) and depends on the quantity of cDNA in the sample.Results: Substudy I: All the osteoblast primary cell lines used displayed osteoblastic phenotypes as all of them presented alkaline phosphatase activity and expressed the osteocalcin gene. Substudy II: 21 samples were obtained from menopausal women submitted to chirurgic intervention for knee prosthesis. They were separated into two groups depending on the osteoporotic pathology following densitrometric criteria. As a result, 9 samples of osteoporotic women and 12 samples of non osteoporotic women were obtained. No statistically relevant differences were observed between the cell proliferation of the two groups. Statistically significant decreases were observed in gene expression levels and COL1A1 in the osteoporotic group. Furthermore, a statistically significant difference was observed in the OPG gene expression post-stimulation with vitamin D and 17?estradiol. Substudy III: A statistically significant decrease was also observed in cell proliferation in the cultures treated with different concentrations of simbastatin and atorvastatin in primary osteoblasts and in the MG-63 cell line. An increase in COL1A1, osteocalcin and BMP-2 gene expression was observed in primary osteoblasts and in the MG-63 cell line before the addition of statins. Substudy IV: A total of 30 samples from iliac crest biopsies of male patients were obtained. They were separated in to two groups depending on the osteoporotic pathology following densitrometric criteria. As a result, a total of fourteen samples in the osteoporotic patient group and sixteen in the non osteoporotic group were obtained. A statistically significant decrease in cell proliferation in the samples of the ostheoporotic group was observed. A tendency to decrease was observed in COL1A1 gene expression in basal conditions and with vitamin D in the medium. A statistically significant decrease in the osteocalcin gene expression levels in the presence of vitamin D was observed in the samples of the group of osteoporotic patients.Conclusions: Substudy I: The primary culture of osteoclasts is a good model for the study of bone metabolic illnesses (like osteoporosis) and the effect of factors and drugs in the bone. SubstudyII: The osteoblasts coming from patients with postmenopausal osteoporosis have a defect that affects the expression of characteristic genes of the osteoblastic function. Substudy III: Statins (simvastin and atorvastin) affect the osteoblastic function favouring differentiation through the inhibition of cellular proliferation and the increase of the expression of genes characteristic of the differentiated osteoblast with elevated secretive activity. Substudy IV: Osteoblasts coming from patients with masculine idiopathic osteoporosis have a defect that affects cell proliferation and characteristic genes of the osteoblastic function.

La enfermedad de Gaucher (EG) es una patología genética de almacenamiento lisosomal, de herencia autosómica recesiva, causada por la deficiencia de la enzima lisosomal beta-glucosidasa (GCasa). Esta deficiencia lleva a la acumulación de glucosilceramida, principalmente en macrófagos. Las manifestaciones clínicas principales son: anemia, trombopenia, hepatoesplenomegalia, fracturas óseas, dolores óseos, osteopenia, osteonecrosis. Si bien el daño óseo es una característica común de la EG, los mecanismos de la injuria y destrucción tisular son desconocidos. Por otro lado se sabe que la inflamación es un factor clave en la patogénesis de la EG. En el presente trabajo de tesis se propuso profundizar en los mecanismos celulares y moleculares que llevan al daño óseo en la EG. Para el estudio de estos mecanismos se emplearon muestras de pacientes con EG y dos modelos in vitro, uno humano y uno murino, en los cuales la actividad de la GCasa es inhibida mediante el uso de un epóxido, el CBE, que inhibe irreversiblemente la enzima. En el presente trabajo se pudo demostrar la participación de los osteoclastos en el daño óseo tanto en el caso de los modelos como también en los pacientes. Por otro lado se demostró que los linfocitos T estarían involucrados en el proceso de diferenciación y activación de los osteclastos en la enfermedad. Pudo observarse también que la citoquina TNF-a sería uno de los principales mediadores involucrados en el aumento del proceso de resorción que llevaría al daño óseo en la enfermedad.

One of the most sensitive and fragile materials to proceed within the field of conservation and restoration, in the area of archeology, are skeletal remains. This is fundamentally because its hygroscopicity and anisotropy, as the fluctuations in humidity and temperature produce structural changes. Although mainly nowadays, the volumetric reinstating is carried out when the pieces require structural reinforcement. These performances have changed over time and the different intervention criteria by "restorers" throughout history. To identify the parts added, the fracture filler and the joining fragments, the most used materials are plasters, paraffin waxes, I76 wax and Polyfilla® de interior reinforce with resin aqueous emulsion, they are more employed and suitable restoration of ceramics. It has been observed recently that the application of fillers were elaborated with inert loads agglutinated with acrilyc resin such as Paraloid¿ B-72 y Acril® 33, and epoxy fillers employed in the reintegration of wood objects such as el Balsite® or el Araldit ® Madera. Given the variety of filler reintegrators, it is considered that many of these materials are still applied based on a trial and error method as it takes a long time to verify its adequacy against the original material. A sample of this are the craquelures, fissure and detachments between the filler material and the original material such as the tensions caused by environmental fluctuations. In addition to the mechanical issues, chromatic alterations of pigments and resins have also produced aesthetic incompatibilities that involved urgent actions. The purpose of this research is to create fillers to adapt it adequately to dimensional changes of bone material. And in addition, that complies with the majority of requirements as soon as stability, reversibility and compatibility among others. For this purpose, the study has focused to compare a selection of common fillers for volumetric reconstruction of the bones with new experimental recipes. With the objective of making fillers softer than the original material without contributing with excessive weight to bony parts, formulations have been carried out from acrylic and vinyl resins. They are employed, as adhesives and consolidators in the field of restoration, as binders of different inert fillers and hollow glass microspheres Q-CEL® 5020FPS. For the characterization of the mechanical properties and its stability against the ageing of the fillers, physical mechanical tests and accelerated aging treatments of humiditytemperature and Ultraviolet radiation have been performed. The results of chromatic and morphological changes and control the splits in the joints with the bone material are quantified. Thanks to the results obtained, the different fillers have been evaluated and cataloged, providing information for future interventions in the field of conservation and restoration in bone materials and other archaeological materials. / Uno de los materiales más sensibles y delicados para intervenir dentro del campo de la conservación y restauración de bienes culturales en el área de la arqueología, son los restos óseos, debido a los cambios estructurales producidos, fundamentalmente por las fluctuaciones en la humedad y temperatura, por sus características de higroscopicidad y anisotropía. En la actualidad, los restos óseos se reintegran volumétricamente cuando las piezas requieren de un refuerzo estructural, pero a lo largo de la historia estas actuaciones han sido víctimas de las modas y de los diferentes criterios de intervención de los "restauradores". Para indicar las partes añadidas, relleno de fracturas y unión de fragmentos los materiales más empleados como reintegrantes han sido tanto los yesos, escayolas y ceras parafínicas, como los estucos de cera I76 y Polyfilla® de interior reforzada con resinas en emulsión acuosa, más empleadas y apropiadas en la restauración de cerámicas. Recientemente también se ha observado la aplicación de masillas elaboradas a partir de cargas inertes aglutinadas con resinas acrílicas como el ParaloidTM B-72 y Acril® 33, y el empleo de masillas epoxy empeladas en la reintegración de objetos de madera como el Balsite® o el Araldite® Madera. Ante la variedad de masillas de reintegración empleadas consideramos que muchos de estos materiales se continúan aplicando en base al método de ensayo-error, ya que se requiere de mucho tiempo para corroborar su idoneidad con el material original. Una muestra de ello son las craqueladuras, fisuras y desprendimientos producidos entre el material de relleno y el material original, ocasionados como consecuencia de las tensiones provocadas por las fluctuaciones medioambientales. Además de problemáticas mecánicas también se han producido incompatibilidades estéticas por las alteraciones cromáticas de pigmentos y resinas que han originado la aplicación de nuevas intervenciones de urgencia. El propósito de esta investigación es crear masillas que se adapten adecuadamente a los cambios dimensionales del material óseo y que cumplan con la mayoría de requisitos en cuanto estabilidad, reversibilidad y compatibilidad entre otros. Para ello, el estudio se ha centrado en la realización de comparativas entre una selección de los materiales de relleno más habituales para la reconstrucción volumétrica ósea y la elaboración de nuevas recetas experimentales. Las formulaciones se han realizado a partir de resinas acrílicas y vinílicas, empleadas como adhesivos y consolidantes en el campo de la restauración, como aglutinantes de diferentes cargas inertes y microesferas huecas de vidrio Q-CEL® 5020FPS, con objeto de generar masillas más blandas que el material original y no aportar un peso excesivo a las piezas óseas. La realización de ensayos físico-mecánicos y los tratamientos de envejecimiento simulado de humedad-temperatura y de radiación Ultravioleta en cámaras independientes, han permitido la caracterización de las propiedades mecánicas y su estabilidad frente al envejecimiento de las masillas de relleno, ya que se han cuantificado los cambios cromáticos y morfológicos en las superficies de las masillas y se ha podido verificar posibles fallos de adhesión en las zonas de unión con el material óseo. Gracias a los resultados obtenidos se ha realizado una evaluación y catalogación de las distintas masillas de relleno, aportando datos de gran interés para futuras intervenciones en el campo de la conservación y restauración tanto para materiales óseos como para otros materiales de índole arqueológicos. / Uns dels materials més sensibles i delicats per intervenir-hi en el camp de la conservació i la restauració de béns culturals a l'àrea de l'arqueologia, hi són les restes òssies, a causa dels canvis estructurals produïts, fonamentalment, per les fluctuacions d'humitat i temperatura per les seues característiques d¿higroscopicitat i anisotropia. En l'actualitat, les restes òssies s'hi reintegren volumètricament quan les peces requereixen un resforç estructural, però al llarg de la historia aquestes actuacions han sigut víctima de les modes i dels diferents criteris d'intervenció que han fet els "restauradors". Per tal d'indicar les parts afegides, farcit de fractures i unió de fragments, els materials més emprats com a reintegrants han sigut tant algeps, escaioles i ceres parafíniques, com estucs de cera I76 i Polyfilla® d'interior amb resines en emulsió aquosa, més emprades i apropiades en la restauració de ceràmiques. Recentment també s'ha observat l'aplicació de massilles elaborades a partir de càrregues inertes aglutinades amb resines acríliques com ParaloidTM B-72 i Acril® 33, i la utilització de massilles epoxy emprades en la reintegració d'objectes de fusta com el Balsite® o l'Araldite® Madera. Davant la varietat de massilles de reintegració utilitzades, considerem que molts d'aquests materials s'hi continuen aplicant a partir del mètode assaig-error, pel fet que requereix molt de temps per corroborar la idoneïtat amb el material original. Una mostra d'això hi són els clavills, les fissures i els despreniments produïts entre el material de farciment i el material original, ocasionat com a conseqüència de les tensions provocades per les fluctuacions mediambientals. A més de les problemàtiques mecàniques, també han produït incompatibilitats estètiques per les alteracions cromàtiques de pigments i resines, les quals han originat l'aplicació de noves intervencions d'urgència. El propòsit d'aquesta recerca és crear massilles què s'adapten adequadament als canvis dimensionals del material ossi i complisquen amb la majoria dels requisits, com l'estabilitat, a la reversibilitat i a la compatibilitat, entre d'altres. Per aquest motiu, l'estudi s'ha centrat en realitzar-hi comparatives entre una selecció de materials de farciment més habituals en la reconstrucció volumètrica òssia i una elaboració de noves receptes experimentals. Les formulacions s'han realitzat a partir de resines acríliques i viníliques, emprades com adhesius i consolidants en el camp de la restauració, utilitzades com aglutinants de diferents càrregues inertes i microesferes buides de vidre Q-CEL® 5020FPS, amb l'objectiu de generar-hi massilles més blanes que el material original i no aportar un pes excessiu a la peça òssia. La realització de les probes físic-mecàniques com tractaments d'envelliment simulat d'humitat-temperatura i de radiació ultravioleta en càmeres independents, han permés la caracterització de les propietats mecàniques i l'estabilitat a l'envelliment de les massilles de farciment, a causa de que s'han quantificat els canvis cromàtics i morfològics esdevinguts en la superfície de les massilles i amb la verificació de si s'han produït separacions a les zones d'unió amb el material ossi. Gràcies als resultats obtinguts, s'ha realitzat una avaluació i una catalogació de les diferents massilles de farciment, aportant dades de gran interés per futures intervencions en el camp de la conservació i la restauració, tant per material ossi com per altres materials arqueològics. / Linares Soriano, MA. (2017). La reconstrucción volumétrica de material óseo arqueológico: Caracterización de las propiedades físico-mecánicas de los estucos más empleados e investigación de nuevas masillas de relleno para su conservación y restauración [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90550 / TESIS

Objetivos generales: a) Evaluar los efectos <i>in vivo</i>, <i>ex vivo</i> e <i>in vitro</i> de drogas antidiabéticas (metformina y/o rosiglitazona) sobre la diferenciación de CPMO y la microarquitectura ósea de ratas control. b) Investigar el efecto <i>in vivo</i> y <i>ex vivo</i> del tratamiento con metformina sobre el tejido óseo, en un modelo de ratas diabéticas. Objetivos específicos: a) 1. Estudiar el efecto directo <i>in vitro</i> de la metformina y/o la rosiglitazona sobre la diferenciación osteoblástica y adipogenética de CPMO en cultivo. 2. Investigar el efecto <i>ex vivo</i> de metformina, rosiglitazona o su combinación, sobre el potencial osteogénico de CPMO provenientes de ratas controles. 3. Investigar el efecto <i>in vivo</i> de la metformina y/o rosiglitazona sobre la microarquitectura de fémures de ratas controles. 4. Determinar los mecanismos de transducción de señales asociadas con el compromiso osteogénico y adipogénico de las CPMO. b) 1. Analizar las alteraciones óseas a nivel del fémur asociadas al modelo de diabetes con déficit parcial de insulina. 2. Investigar el efecto <i>ex vivo</i> de la metformina, sobre el potencial osteogénico de CPMO provenientes de ratas diabéticas tratadas o no con metformina. 3. Determinar los mecanismos de transducción de señales asociadas con la diferenciación de CPMO provenientes de ratas diabéticas, así como los efectos del tratamiento con metformina.