Orientador: Francine Benetti / Resumo: Introdução: Novas formulações de materiais vítreos apresentaram atividade antibacteriana e à indução a osteogênese. Objetivos: O objetivo deste estudo foi avaliar a citotoxicidade e a biocompatibilidade de soluções irrigadoras produzidas a partir de novas formulações de biovidros, o F18 (biovidro experimental) e o F18 com Cobalto (F18-Co; biovidro experimental dopado com cobalto), comparadas à água de cal, obtida a partir de solução com hidróxido de cálcio (Ca(OH)2). Materiais e métodos: O F18 foi preparado e moído, e parte deste foi dopado com cobalto. Soluções irrigadoras foram preparadas com cada material (1:10 de pó para água), formando os grupos F18, F18-Co e Ca(OH)2. Células L929 foram cultivadas, e a viabilidade celular avaliada a partir de diluições das soluções irrigadoras (não diluída, ½, ¼, 1/8 e 1/16 diluição) pelo teste MTT, após 24 e 48 horas. Tubos de polietileno foram preenchidos com esponjas de fibrina e embebidos nas soluções, e tubos embebidos em soro fisiológico serviram de controle. Os tubos foram implantados no dorso de 16 ratos. Após 7 e 30 dias (n = 8), os ratos foram eutanasiados, e os tubos com o tecido circundante foram processados para coloração de hematoxilina-eosina (H.E.) e análise da inflamação através de escores. Os dados paramétricos (citotoxicidade) foram submetidos aos testes de normalidade para definir o teste estatístico a ser empregado, e os dados não-paramétricos (H.E.), foram avaliados pelos testes de Kruskal Wallis e Dunn (p < 0,05). ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Introduction: New formulations of vitreous materials showed antibacterial activity and osteogenesis induction. Objectives: The aim of this study was to evaluate the cytotoxicity and biocompatibility of irrigating solutions produced from new formulations of bioglass, F18 (experimental bioglass) and F18 with Cobalt (F18-Co; experimental bioglass doped with cobalt), compared to cobalt water lime, obtained from a solution with calcium hydroxide (Ca(OH)2). Materials and methods: The F18 was prepared and ground, and part of it was doped with cobalt. Irrigating solutions were prepared with each material (1:10 powder to water), forming groups F18, F18-Co and Ca(OH)2. L929 cells were cultured, and cell viability assessed from dilutions of irrigating solutions (undiluted, ½, ¼, 1/8 and 1/16 dilution) by the MTT test, after 24 and 48 hours. Polyethylene tubes were filled with fibrin sponges and embedded in the solutions, tubes embedded in 0.9% saline water served as controls. The tubes were implanted on the back of 16 rats. After 7 and 30 days (n = 8), the rats were euthanized, and the tubes with the surrounding tissue were processed for staining of hematoxylin-eosin (H.E.) and analysis of inflammation through scores. The parametric data (cytotoxicity) were subjected to normality tests to define the statistical test to be used, and the non-parametric data (H.E.), were evaluated by the Kruskal Wallis and Dunn tests (p < 0.05). Results: Undiluted solutions of the materials, and dilutions ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Objetivo: Avaliar as modificações estruturais do pericárdio bovino após hidrólise seletiva de grupos carboxiamidas em carboxílicos e resposta biológica em defeitos ósseos reparados com as matrizes de colágeno aniônico. Material e métodos: Amostras das matrizes modificadas foram comparadas com amostras de pericárdio bovino nativo através de microscopia óptica e de microscopia eletrônica de varredura. A resposta biológica foi avaliada implantando fragmentos das matrizes em trepanações criadas em tíbias de ratos. O reparo dos defeitos foi estudado 3, 7, 15 e 30 dias pós-implantação usando-se microscopia óptica. Resultados: O processo de hidrólise seletiva de grupos carboxamidas em carboxílicos removeu completamente as células intersticiais do pericárdio bovino e transformou a estrutura compacta e fibrilar do colágeno nativo em uma estrutura esponjiforme. Além disso, foi observado que as matrizes modificadas permitiram o reparo das trepanações ósseas com a formação de osso trabecular, sem induzir nenhuma reação adversa. Conclusões: A hidrólise utilizada aplicada ao pericárdio bovino produz uma matriz acelular com poros distribuídos na sua estrutura. Essas matrizes são biocompatíveis, não induzem reação inflamatória e permitem o reparo de trepanações ósseas experimentalmente induzidas. / Objective: Evaluate the structural modifications in the bovine pericardium after selective hydrolysis of carboxiamides groups into carboxilic and the biological response in bone defects repaired using the anionic collagen matrices. Material and methods: Samples of the modified matrices were compared to samples of native bovine pericardium using light microscopy and scanning electron microscopy. The biological response were evaluated implanting fragments of the matrices into defects made in rat tibias. The repair of the defects were evaluated 3, 7, 15, and 30 days after implantation using light microscopy. Results: The process of selective hydrolysis of carboxiamides groups into carboxilic completely removed the interstitial cells of the bovine pericardium and turned the compact and fibrilar structure of native collagen into a sponge-like structure. Besides, it was observed that the modified matrices allowed the repair of the bone defects through the formation of cancellous bones, without any side reaction. Conclusions: The used hydrolysis applied to bovine pericardium produces a acellular matrix with pores distributed along its structure. These matrices are biocompatible, they do not induce any inflammatory reaction and allow the repair of experimentally induced bone defects.

As células da polpa dental têm o potencial de responder a estímulos externos e reparar o tecido dentário lesionado. Nos dentes, as lesões cariosas profundas e as lesões traumáticas são frequentes e resultam em alterações pulpares. Com o desenvolvimento da ciência e a busca de formas inovadoras de tratamento utilizando biomateriais de tamanho cada vez menor, verificar a biocompatibilidade desses materiais antes da aplicação clínica se mostra necessário e promissor. Assim, a finalidade deste estudo foi avaliar a biocompatibilidade de uma nova nanopartícula de hidroxiapatita utilizando células pulpares humanas em cultura. As Nanopartículas de Hidroxiapatita (HAp) utilizadas em nosso estudo são um material novo e ainda não disponível para a prática clínica. Como parâmetro comparativo, foi utilizado o material já consagrado na Odontologia para tratamentos endodônticos, o Agregado Trióxido Mineral (MTA). Para tanto, foram realizados testes de biocompatibilidade (MTS (3-(4,5-dimetiltiazol-2-y)5-(3-carboximetoxifenil)-2-(4-sulfofenil-2H-tetrazolio)). Foi preparada uma solução de material na concentração de 0,1g/ml diluído em meio de cultura, proporção preconizada pela norma ISO 10.993-12 (ISO, 1996). Esta solução foi diluída em 3 diferentes concentrações (1/10, 1/100 e 1/1000). Também foram realizados testes de migração celular e testes de capacidade de diferenciação, na concentração de 1/100. Como resultados pudemos verificar que as células da polpa foram viáveis quando expostas a diferentes concentrações de HAp, proliferaram mais quando tratadas com HAp na concentração de 1/100, migraram em direção aos materiais estudados e diferenciaram-se em tecido mineralizado quando em contato direto com ambos materiais estudados. Concluímos que o novo material testado é biocompatível e capaz de induzir mineralização em células de polpa dental sugerindo que as HAp podem ter aplicações clínicas futuras em tecidos mineralizados como osso e dente. / The dental pulp cells have the potential to respond to external stimuli and repair the dental tissue injury. On teeth, deep carious lesions and traumatic injuries are common and result in pulp changes. With the development of science and the search for innovative treatment forms using reduced size biomaterials, to verify the biocompatibility of these materials before clinical application has become necessary and promising. Thus, the purpose of this study was to evaluate the biocompatibility of a new hydroxyapatite nanoparticle using human pulp cells in culture. The nanoparticles of hydroxyapatite (HAp) used in our study are new material and not yet available for clinical practice. As a comparator, we used the material already used in dentistry to root canal treatment, the Mineral Trioxide Aggregate (MTA). To do so, biocompatibility (MTS (3-(4,5-dimetiltiazol-2-y)5-(3-carboximetoxifenil)-2-(4-sulfofenil-2H-tetrazolio)). A solution of the material in a concentration of 0.1 g / ml diluted in culture medium recommended by ISO 10993-12 (ISO 1996) standard was prepared. This solution was diluted in three different concentrations (1/10, 1/100 and 1/1000). Were also performed cell migration and differentiation capacity assays at a concentration of 1/100. As results, we found that the pulp cells were viable when exposed to different concentrations of HAp, they proliferated more when treated with 1/100 HAp concentration, migrated toward the studied materials and differed into mineralized tissue when there was direct contact with both materials studied. We conclude that the new material tested is biocompatible and able to induce mineralization of dental pulp cells suggesting that the HAp may have future clinical applications in mineralized tissues such as bone and tooth.

O conhecimento do potencial citotóxico, das reações histológicas e propriedades clínicas é imprescindível para a escolha do material na terapia pulpar de dentes decíduos. O estudo teve como objetivo avaliar o efeito de fármacos desta terapia quanto à citotoxicidade e distribuição in vitro de proteínas da matriz extracelular e do citoesqueleto de fibroblastos da polpa humana. Os grupos foram: pasta Guedes- Pinto, pasta Óxido de Zinco e Eugenol (OZE), Vitapex®, Calen® e Calen PMCC®. Os extratos brutos dos fármacos foram testados na concentração 0,2g/ml de meio DMEM/F12 (ASTM, 1992), nas diluições 10, 100 e 1000x. A citotoxicidade foi analisada pela viabilidade (24hs) e sobrevivência celular (24, 48 e 72hs) que se baseou na atividade mitocondrial de fibroblastos da polpa humana (FP5) pelo método de redução do MTT. O grupo controle foi utilizado como 100% de células viáveis. Os resultados foram submetidos à análise de variância, e teste de Tukey como contraste. O efeito dos fármacos na distribuição in vitro de proteínas da matriz extracelular (fibronectina, tenascina, colágeno I) e de citoesqueleto (vimentina) nas FP5 também foi analisado por imunofluorescência. Os resultados demonstraram que na viabilidade celular, as pastas Guedes-Pinto, pasta OZE, e Calen® foram mais citotóxicas que o grupo controle somente na maior concentração (p<0,05), sendo que esse efeito perdurou para a pasta OZE nas menores concentrações em relação ao grupo controle (p<0,05). As diferenças de citotoxicidade entre os fármacos só foram observadas na maior concentração, onde a pasta Guedes-Pinto teve maior efeito tóxico que a pasta Calen®, Calen PMCC® e Vitapex® (p<0,05), mas similar à pasta OZE. Na análise da sobrevivência celular em 72hs, todos os grupos apresentaram mesma capacidade proliferativa que o grupo controle em 24 e 48hs (p>0,05). As diferenças entre os fármacos foram observadas ao final do tempo experimental quando a Pasta Guedes-Pinto não manteve a mesma capacidade de proliferação celular que o grupo controle na maior e menor concentração (p<0,05). Na imunofluorescência, não houve diferença entre os grupos para a distribuição de proteínas da matriz extracelular e citoesqueleto nas FP5. A vimentina, proteína do citoesqueleto de células mesenquimais, encontrou-se distribuída na forma de filamentos ao longo do citoplasma celular. A fibronectina obteve marcação positiva, formando uma rede reticular no citoplasma. A tenascina e colágeno I apareceram como pequenos pontos (vesículas) distribuídos homogeneamente no citoplasma e na região perinuclear. Concluiu-se que, todos os fármacos estudados foram biocompatíveis em relação à citotoxicidade e à distribuição in vitro de proteínas da matriz extracelular e citoesqueleto de fibroblastos da polpa humana. / When electing a material to be used in deciduous pulp therapy, it is essential to acquire knowledge regarding the materials potential toxicity, histological reactions and clinical properties. This study aims at analyzing the effect of different drugs used in pulp therapy in relation to their cytotoxicity and in vitro protein distribution of extracellular matrix and cytoskeleton from human dental pulp fibroblasts. The groups were: Guedes-Pinto Paste, Zinc Oxide and Eugenol paste (ZOE), Vitapex®, Calen® e Calen PMCC®. The materials were tested using the following concentration: 0.2g/mL of culture medium (DMEM/F12) (ASTM, 1992), diluted in 10x, 100x and 1000x. The cytotoxicity was evaluated by cellular viability (24hs) and survival (24, 48 and 72hs), which was based on mitochondrial activity (MTT reduction test) of human dental pulp fibroblasts (FP5). The control group was considered to have 100% of viable cells. Data were submitted to variance analysis, using Tukey test as contrast. The drugs effect on in vitro expression of extracellular matrix proteins (fibronectin, tenascin, type I collagen) and cytoskeleton (vimentin) from FP5 were also evaluated using immnunofluorescence. The results demonstrated that, concerning cellular viability, Guedes-Pinto paste, ZOE paste, and Calen® were more cytotoxic than the control group only in their highest concentration (p<0.05), an effect observed for ZOE paste in all dilutions (p<0.05). Differences regarding cytotoxicity between groups were only observed in the highest concentration where Guedes-Pinto Paste was more toxic than Calen®, Calen PMCC® e Vitapex® (p<0.05), but was similar to ZOE paste (p>0.05). Cellular survival analysis after 72 h showed that all groups presented a similar proliferative capacity compared to the control group at 24 and 48h (p>0.05). Differences were only observed in the end of experimental period (72hs), when Guedes-Pinto paste did not maintain the same proliferative capacity than the control group in its lowest and highest concentrations (p<0.05). In immnunofluorescence tests, there was no difference between all groups for extracellular matrix and cytoskeleton proteins distribution from FP5. Vimentin, a protein from the cytoskeleton of mesenchymal cells, was distributed as filaments throughout the cytoplasm. Fibronectin was positively marked, forming a reticular net in the cytoplasm. Tenascin and Collagen I appeared punctually (as vesicles) and were homogeneously distributed in the cytoplasm and peri-nuclear region. It was concluded that all studied drugs investigated were biocompatible regarding cytotoxicity and in vitro distribution of extracellular matrix proteins and cytoskeleton proteins from human dental pulp fibroblasts.

A contaminação dos implantes e seus componentes protéticos por patógenos específicos, ainda é um problema a ser resolvido na Implantodontia. Nanoestruturas associadas à prata, aplicadas em superfície de titânio, têm sido investigadas e vêm demonstrando inibir significativamente a adesão, crescimento e colonização de uma vasta gama de microrganismos patogênicos, inclusive os resistentes a antibióticos. O objetivo deste experimento foi verificar a presença de toxicidade de nanoestruturas associadas à prata, aplicadas à superfície de titânio, frente a cultura de osteoblastos, visando desenvolver um material biocompatível, promissor na corrida pela prevenção da colonização bacteriana dos implantes. Discos de titânio comercialmente puro foram revestidos com três tipos diferentes filmes nanoestruturados. As amostras foram expostas a culturas de linhagens imortalizadas de osteoblastos (MC3T3-E1) e submetidas a ensaios de toxicidade direta (MTT), após 24h, 48h e 72h de incubação, a fim de determinar a taxa de proliferação e redução da viabilidade celular. Além disso, para verificar adesão e morfologia celular, foi realizada Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) após 24h de incubação. No ensaio de toxicidade celular MTT, após 48h de incubação, as superfícies nanoestruturadas, nomeadas TiAg, TiAA e SiO2, comportaram-se de maneira muito similar ao grupo controle de titânio puro (Ti) (p<0,05). O grupo SiO2 registrou maior absorbância em 24h, com diferença relevante em relação a todos os outros grupos (testes e controles). Em MEV foram verificadas uma morfologia celular compatível com viabilidade e presença de adesão dos osteoblastos em todas as superfícies testadas, similar aos grupos controles. Dessa forma, verificou-se que os três filmes nanoestruturados demonstraram biocompatibilidade a osteoblastos. / Contamination of implants and their prosthetic components by specific pathogens is still a problem to be solved in Implantology. Nanostructures associated to silver applied on titanium surface have been investigating, and have showing to inhibit significantly the adhesion, and growth of a broad range of pathogenic microorganisms, including antibiotic-resistant ones. The aim of this experiment was to verify the presence of toxicity in nanostructures associated to silver applied to titanium surface against osteoblast culture, in order to develop a biocompatible promising material in the race for prevention on implants bacterial colonization. Each commercially pure titanium disk received one of three different nanostructured films: SiO2, TiAg, and TiAA. Samples have exposed to cultures of immortalized lines osteoblasts (MC3T3-E1), and submitted to direct toxicity assay (MTT) after 24h, 48h and 72h of incubation to determine the proliferation rate and cell viability reduction. Furthermore, to verify adhesion and cell morphology, Scanning Electron Microscopy (SEM) has performed after 24h incubation. The 48h MTT cell toxicity assay showed similarity in results among test surfaces and pure titanium control group (Ti) (p <0.05). The SiO2 group registered higher absorbance in 24h, with significant difference regarding to all other groups (tests and controls). SEM exhibited cell morphology indicative of viability, and presence of osteoblast adhesion on all test surfaces, similar to control groups. Thus, it found of that three nanostructured films demonstrated osteoblasts compatibility.

O vitrocerâmico formado a partir de cristais de anortita, como fase principal (CaAl2Si2O8), foi manufaturado para avaliações iniciais quanto à transformação de fase e de biocompatibilidade. Através da análise do estudo dilatométrico, verificou-se as faixas de temperaturas, onde o material sofre alterações microestruturais, através do processo de sinterização. Juntamente com essa análise, seguindo o mesmo ciclo de sinterização, através do tratamento térmico sob vácuo, com microscopia acoplada, registrou-se as imagens obtidas no exato momento em que as transformações microestruturais do material aconteceram. Para a avaliação de biocompatibilidade foi utilizado ensaios in vitro e in vivo, preconizados pela Internacional Standards Organization (ISO) 10993-5 e 10993-6, sendo utilizado (testes in vitro) a linhagem celular McCoy. Esse método, permitiu concluir a não citotoxicidade do vitrocerâmico, mesmo em altas concentrações do extrato e/ou material diretamente com as células não houve lise celular. Esses resultados obtidos viabilizaram os experimentos in vivo, que compreendeu a análise da toxicidade sistêmica a implantação do material em teste, diretamente ao tecido ósseo de cobaias (Rattus norvegicus albinus), durante 30 dias. A histologia da região do implante demonstrou caráter de biocompatibilidade in vivo do vitrocerâmico com cristais de anortita. Os resultados obtidos nesse estudo, corroboram para o direcionamento deste vitrocerâmico, em outros aspectos de avaliação, no âmbito de engenharia e sugere possível utilização do mesmo como biomaterial. / The vitroceramic formed starting from anortithe crystals as main phase (CaAl2Si2O8), it was manufactured for initial evaluations as for the phase transformation and biocompatibility. The analysis of the dilatometric study, it was verified the strips of temperatures, where the material suffers microstructures alterations, through the sinterization process. Together with that analysis, following the same sinterization cycle, through the thermal treatment under vacuum, with coupled microscopy, it registered images obtained in the exact moment in that the microstructure transformations of the material. For the biocompatibility evaluation it was used in vitro and in vivo tests, extolled by Standard International Organization (ISO) 10993-5 and 10993-6, being used (tests in vitro) the cellular lineage McCoy. This methods, allowed to conclude the non citotoxicity of the anorthite, even in high concentrations of the extract and/or material directly with the cells there was not cellular lise. Those obtained results made possible the experiments alive in, that it understood the analysis of the systemic toxicity and the implantation of the material in test, directly to the bone of animals (Rattus norvegicus albinus), for 30 days. The histological area of the implant, demonstrated character in vivo biocompatibility of the vitroceramic with anorthite crystals. The results obtained in that study, they corroborate for the direction of this vitrocerâmic, in other evaluation aspects, in the engineering extent and is suggests possible use of the same as biomaterial.

Na engenharia de tecidos os biomateriais são usados tanto para induzir a formação óssea no tecido adjacente quanto agir como matriz temporária de células e outros agentes. Compósitos biodegradáveis a base de hidroxiapatita, colágeno e quitosana foram preparados como arcabouços para permitir a regeneração óssea. Este estudo teve como objetivo avaliar a toxicidade celular in vitro de novos compósitos de substituição óssea e o seu comportamento biológico após implantação subcutânea no processo de remodelação e cicatrização tecidual. Foram confeccionadas mantas a base de hidroxiapatita (HA), obtida por desproteinização e calcinação do osso bovino, colágeno (Col), obtido por tratamento alcalino do tendão bovino e quitosana (Qui), extraída do gládio de lula, nas seguintes proporções: B1) HA (mistura de partículas <0,2 mm e entre 0,2 e 1,18 mm, proporção 1:1) + Blenda (Col 1% + Qui 0,5%, proporção 1:1), proporção HA:Blenda 1:5; B2) HA (mistura de partículas <0,2 mm e entre 0,2 e 1,18 mm, na proporção 1:1) + Col 1%, proporção HA:Col 1:5; B3) HA (partículas <0,2 mm) + Col 1%, na proporção 1:5. O teste de citotoxicidade in vitro foi realizado pelo método de difusão de extrato em solução (brometo de tetrazolio - MTT). Os biomateriais descritos acima foram avaliados juntamente com o controle positivo (látex), sendo que todos foram submetidos a procedimentos de extração de acordo as normas da ISO10993-5. O meio de cultura foi utilizado como controle negativo. Foram utilizadas duas linhagens celulares: células tumorais de laringe humana HEp (ATCC-CCL-23) e células normais de rim de macaco verde africano (Cercopithecus aethiops) VERO (n=3). A citotoxicidade foi avaliada em um espectrofotômetro (absorbância de 570nm). No teste de biocompatibilidade as amostras foram implantadas no subcutâneo da região dorsal de 51 ratos Wistar. Histomorfometria de espessura e qualidade da cápsula fibrosa, interface implante-tecido, infiltrado inflamatório e crescimento celular interno foram realizados aos 3, 7 e 28 dias após cirurgia (n=5). Imunohistoquímica foi realizada para caracterizações adicionais do infiltrado de macrófagos. No teste de citotoxicidade as linhagens celulares mostraram resultados semelhantes. Não houve diferença entre os compósitos e o controle negativo. Foi demonstrado que os compósitos avaliados não apresentaram efeitos tóxicos em comparação ao controle positivo. No teste subcutâneo a qualidade e a espessura da cápsula não apresentaram diferenças significantes entre os biomateriais e os períodos de implantação. A resposta celular inflamatória aos 7 dias foi mais intensa no biomaterial B1, seguido pelo biomaterial B2 e B3. Uma baixa reação de corpo estranho foi observada em todos os biomateriais, caracterizada pela presença de poucos macrófagos. Ocorreu um intenso crescimento celular no interior do biomaterial B3 aos 28 dias. A análise histológica sugere que esses biomateriais são bem tolerados com baixa reação tecidual inflamatória. Concluímos que os três biomateriais avaliados não apresentaram evidências de citotoxicidade in vitro e, in vivo, mostraram uma boa biocompatibilidade. Esses materiais mostraram-se bons candidatos a matrizes para engenharia de tecidos e enxertos para regeneração óssea. / The biodegradable hydroxyapatite / chitosan / collagen composites of similar composition of the normal human bone were prepared as a biomimetic scaffold for bone replacement and regeneration. The aim of the present study was to evaluate the in vitro cytotoxicity of three new bone grafts and the influence of these synthetic grafts on the inflammatory response and remodeling of connective tissue during wound-healing process. Three biomaterials were developed: B1 = hydroxyapatite (particles size <0,2 mm + between 0,2 and 1,18 mm) / collagen 1% / chitosan 0.5%; B2 = hydroxyapatite (particles size <0,2 mm + between 0,2 and 1,18 mm) / collagen 1% and B3 = hydroxyapatite (particles size <0,2 mm) / collagen 1%. These biomaterials were investigated using a tetrazolium-based calorimetric assay (MTT assay). Latex was used as positive control and the culture medium as a negative control. Two cell lines were used to evaluate the effect of cell type on the toxicity results: human tumor cells HEp-2 (ATCC-CCL23) and monkey normal cells (VERO). Extracts from the biomaterials were obtained according to ISO 10993-12 standards. The cytotoxicity was assessed in a spectrophotometer (the absorbance was read at 570 nm). There were two independent experiments in triplicates. All values were expressed as mean values \'+ OU -\' standard deviation. In the biocompatibility test the samples were implanted subcutaneously in the dorsal lumbar region of 51 Wistar rats. Histomorphometric evaluation of capsule thickness, capsule quality, implant-tissue interface, infiltrate / inflammation and cellular growth within implant was performed 3, 7 and 28 days post-operatively (n=5). Immunohistochemistry was performed for further characterization of the macrophages infiltrate. In cytotoxicity test the cell lines showed similar results. There is no difference in values between the composites and negative control. The values of composites were significant different than the positive control. It was showed that none of the tested composites presents toxic effects for the cell lines evaluated in comparison with positive control. In the subcutaneous test the capsule thickness and capsule quality didn\'t show significant differences between the biomaterials and time of implantation. The biomaterial B1 showed significant difference in inflammatory cellular response than B2 and B3 at 7 days. A low ongoing foreign body reaction was observed in all biomaterials characterized by infiltration of few macrophages. A significant cellular growth within the B3 was observed at 28 days. Histological analysis suggested that the biomaterials were well tolerated with low inflammatory response. According to this study, the three bone grafts evaluated showed no evidence of cytotoxicity and good biocompatibility which makes them suitable candidates to design of bone replacement graft material.

Materiais poliméricos têm sido usados em um vasto número de aplicações médicas e farmacêuticas, caracterizando-se como biomateriais. Antes do uso humano, se faz necessário uma criteriosa programação de testes que permitam investigação da segurança do material e avaliação da eficácia e assim, avaliar sua biocompatibilidade. Essa atenção também tem sido aplicada a materiais nanoparticulados, inclusive de constituição polimérica. Sendo assim, antes da liberação destes materiais para uso humano, testes preliminares são feitos in vitro e in vivo, neste caso com experimentação animal. Paralelamente à crescente busca em se manter a segurança biológica, a ciência tem procurado metodologias alternativas para se obter resultados seguros e que possam substituir os obtidos in vivo. Neste contexto, surge grande interesse no uso de culturas celulares, primeiramente em monocamadas e posteriormente, o desenvolvimento de culturas celulares em estrutura tridimensional, mimetizando de maneira mais próxima o que ocorre in vivo. Considerando as diversas vantagens obtidas no estudo de culturas tridimensionais, este estudo teve como objetivo desenvolver tal modelo, visando simular sistemas de avaliação para biocompatibilidade de materiais poliméricos, testando nanopartículas de polibutilcianoacrilato. Foram cultivadas células de fibroblasto e melanócito humanos e células de melanoma (SK-Mel-103) em monocamada e em matriz tridimensional de colágeno tipo I e avaliada a citotoxicidade em 24, 48 e 72 horas das nanopartículas utilizando os testes de Exclusão Azul de Tripan e MTT. Os resultados indicam que as nanopartículas de polibutilcianoacrilato são mais citotóxicas com o aumento da concentração da amostra, assim como o IC50 foi decrescente ao longo dos dias, demonstrando a intensificação da resposta biológica no decorrer do tempo e foram mais citotóxicas para as células de melanoma. Este perfil de aumento de citotoxicidade com o passar do tempo também foi observado no ensaio clonogênico, onde as células foram cultivadas em monocamada e incubadas com a amostra até 14 dias. Os testes de viabilidade celular em cultura tridimensional evidenciaram faixa de IC50 um pouco maior do que em monocamada, demonstrando uma pequena redução na citotoxicidade quando avaliada no ambiente 3D. Foram feitos testes de caracterização do tipo de morte utilizando citometria de fluxo, confirmando os dados dos testes de viabilidade que indicam aumento de morte com o aumento da concentração de teste. A morte acontece por apoptose tardia. Nas concentrações próximas ao IC50, há indicação que as nanopartículas de polibutilcianoacrilato inibem a autofagia em fibroblastos e células de melanomas cultivados em monocamada, característica que é anulada quando o comportamento é avaliado em ambiente tridimensional. Os resultados indicam que nanopartículas de polibutilcianoacrilato podem levar a modificação da resposta celular dependendo da concentração empregada e do ambiente de cultivo das células, mostrando serem promissores o estudo e o emprego de ambiente tridimensional na avaliação de citotoxicidade de nanopartículas poliméricas. / Polymeric materials have been widely used as biomaterials in medical and pharmaceutical applications. Before their use in humans, a number of tests is necessary to investigate the safety and effectiveness of the biomaterial in order to determine its biocompatibility. This attention has been given to nanoparticulate materials, including those of polymeric composition. Thus, in vitro and in vivo preliminary tests are done before these materials are released for human use. In parallel with the concern with biological safety studies, there has been a continuous effort in finding alternative methods to replace the current in vivo animal tests and provide reliable results regarding safety. In this context, great interest arises in the use of cell culture, firstly as monolayer and secondly as three-dimensional cell culture systems that mimic more closely the in vivo morphology. Taking into account all the advantages of three-dimensional cell culture studies, the aim of this work is to develop a three-dimensional model that can effectively evaluate polymeric biomaterials biocompatibility using polybutylcyanoacrylate nanoparticles. Cell culture of human fibroblasts, melanocytes and melanoma cells (SK-Mel-103) were cultured in monolayer and on type I collagen matrix. Polybutylcyanoacrylate nanoparticles cytotoxicity was evaluated in 24, 48 and 72 hours using Tripan Blue and MTT assays and the results found were dose and time-dependent to all cell types. Moreover, melanoma cells were significantly more sensitive to the nanoparticles toxicity. The same profile of cytotoxic response was observed in the clonogenic assay, where cells were cultured in low-density monolayer and incubated with the nanoparticles for 14 days. Cell viability assays in 3D culture had a slightly higher IC50 range when compared to the monolayer results, which suggests a reduction in the nanoparticle cytotoxicity in the 3D environment. Cell death analysis using flow cytometry confirmed the dose-dependent response obtained by cell viability assays. Cell death occurred mostly via late apoptosis. There is suggestive evidence that treatment with polybutylcyanoacrylate nanoparticles in concentrations close to the IC50 inhibits autophagy in fibroblasts and melanoma cells when cultured in monolayers, but this response could not be observed in the 3D environment. Our results showed that polybutylcyanoacrylate nanoparticles can modify cell response depending on the concentration used and the conditions of cell culture. We conclude that the 3D cell culture is a promising method for the evaluation of polymeric nanoparticles cytotoxicity.

O objetivo do presente estudo foi avaliar a pasta à base de hidróxido de cálcio (Calen®), associada ou não ao digluconato de clorexidina a 0,4%, em cultura de macrófagos da linhagem RAW 264.7, cultura primária de células da linhagem osteoblástica e em tecido subcutâneo de camundongos. Além disso, foi avaliada a atividade antimicrobiana desses materiais. Em cultura de macrófagos RAW 264.7 foram avaliados os seguintes aspectos: a viabilidade celular (Ensaio de MTT), propriedades imunoestimuladoras (dosagem de óxido nítrico) e propriedades antiinflamatórias (dosagem de óxido nítrico, TNF-&alpha; e IL-1&alpha;). Em cultura primária de células da linhagem osteoblástica foram avaliados viabilidade celular (períodos de 3, 7 e 10 dias), conteúdo de proteína total (Método de Lowry modificado nos períodos de 7 e 10 dias), atividade da fosfatase alcalina (liberação de timolftaleína nos períodos de 7 e 10 dias e in situ pelo método do Fast red), proteínas da matriz não-colágena (marcação por Imunofluorescência Indireta e Fluorescência Direta por meio da utilização da faloidina e DAPI, nos períodos de 3, 7 e 14 dias) e formações nodulares de matriz mineralizada (marcação pelo vermelho de Alizarina nos períodos de 3, 7 e 14 dias). A atividade antimicrobiana foi avaliada por meio do teste de difusão em ágar, sobre 2 microrganismos indicadores (Enterococcus faecalis e Kocuria rhizophila). A biocompatibilidade após implantanção de tubos de polietileno contendo as pastas no tecido subcutâneo de camundongos isogênicos Balb/c. Os dados numéricos foram submetidos à análise estatística por meio do teste de Kruskal-Wallis e pós-teste de Dunn, com nível de significância de 5%. Os resultados referentes à exposição das células da linhagem RAW 264.7 de macrófagos evidenciou baixa atividade imunoestimuladora da pasta à base de hidróxido de cálcio (Calen®), associada ou não ao digluconato de clorexidina 0,4%, nas diferentes concentrações avaliadas. Por outro lado, pôde-se observar atividade antiinflamatória, com inibição na liberação de óxido nítrico e das citocinas (TNF-&alpha; e IL1-&alpha;), quando da utilização da associação hidróxido de cálcio e clorexidina na concentração de 25&micro;g/ml. Resultados semelhantes ao controle foram observados após a avaliação da pasta à base de hidróxido de cálcio (Calen®), associada ou não ao digluconato de clorexidina a 0,4% em cultura primária de células da linhagem osteoblástica uma vez que os dados numéricos do conteúdo de proteína total, da quantidade de fosfatase alcalina e das formações nodulares de matriz mineralizada não foram estatisticamente diferentes (p>0,05). Em relação à caracterização morfológica das culturas primárias os resultados obtidos foram semelhantes quando comparou-se a pasta Calen®, associada ou não à clorexidina a 0,4%. Em relação à atividade antimicrobiana, a associação hidróxido de cálcio e clorexidina promoveu a formação de maiores halos de inibição (em mm), em relação ao Enterococcus faecalis, embora sem diferença estatística significante com os demais grupos avaliados (p>0,05). No tecido conjuntivo subcutâneo de camundongos, a análise microscópica demonstrou ser esta associação biocompatível, com tecido circunjacente e reacional, apresentando fibrosamento discreto e semelhante ao tecido conjuntivo fibroso normal, aos 63 dias de avaliação, sem diferença estatística com grupo controle (p>0,05). Com base nas metodologias empregadas e nos resultados obtidos pode-se concluir que a adição da clorexidina não apresentou benefícios adicionais à pasta à base de hidróxido de cálcio. / The aim of this study was to evaluate the calcium hydroxide-based paste (Calen®), associated or not to 0.4% chlorexidine digluconate, in culture of RAW 264.7 macrophages lineage, primary culture of osteoblastic lineage, and mice subcutaneous tissue. Besides we evaluated the antimicrobial activity of those materials. In RAW 264.7 macrophages culture the followed aspects were evaluated: cellular viability (MTT assay), immunestimulatory (nitric oxide detection) and anti-inflammatory (nitric oxide, TNF-&alpha; and IL-1-&alpha; detection) properties. In primary cell culture of osteoblastic lineage we evaluated the cellular viability for 3, 7 and 10 days, total protein content (Lowry modified method for 7 and 10 days), alkalinic phosphatase activity (thymolphthalein liberation for 7 and 10 days, and in situ by Fast red method), extracellular matrix noncollagen protein (stained by indirect immunofluorescence and direct fluorescence by phalloidin and DAPI for 3, 7 and 14 days), and mineralized matrix nodular formation (stained by Alizarin red for 3, 7 and 14 days). Antimicrobial activity was evaluated by agar diffusion test with Enterococcus faecalis and Kocuria rhizophila as indicators, and the biocompatibility after polyethylene tubes with the paste implanted into Balb/c mice subcutaneous tissue. The data were statistically analyzed by Kruskal-Wallis test, followed by Dunn\'s post test, considering a level of significance of 5%. The results of macrophage RAW 264.7 cells lineage exposition showed low stimullatory activity for the different concentrations evaluated of calcium hydroxide-based paste (Calen®), associated or not to 0.4% chlorexidine digluconate. On the other hand, we could observe anti-inflammatory activity with inhibition of nitric oxide and cytokines quantification (TNF--&alpha; e IL1--&alpha;), after the use of 25-&micro;g/ml calcium hydroxide associated to chlorhexidine (25-&micro;g/ml). Same results to the control were observed after evaluation of Calen® paste associated or not to 0.4% chlorexidine digluconate, in culture of RAW 264.7 macrophages lineage, primary culture of osteoblastic lineage because the data of total protein content, alkaline phosphatase, and mineralized matrix nodular formation were not statistically different (p>0.05). In relation to the morphological characterization of primary culture, the results obtained were the same after comparison of Calen® paste, associated or not to 0.4% chlorexidine digluconate. About antimicrobial activity, the association Calcium hydroxide and chlorhexidine promoted formation of largest inhibition halo (in mm) for Enterococcus faecalis, but with no statistically significant with others evaluated groups (p>0.05). The microscopic analysis in mice conjunctive subcutaneous tissue demonstrated biocompatibility of that association with the around and reactional tissue, sowing a discret fibrosis, as well as the normal conjunctive fibrous tissue after 63 days of evaluation with no statistically difference with the control group (p>0.05). Based on the methodology used, and the results obtained in this work, we could conclude that the addition of chlorexidine showed no additional benefits to the calcium hydroxide-based paste.

Objetivo: O propósito do estudo é avaliar a biocompatibilidade de uma hidroxiapatita nanoparticulada em subcutâneo de ratos.Material e Métodos: A amostra foi constituída de 30 ratos brancos machos (Wistar) com aproximadamente 90 dias de vida com peso aproximado de 320 gramas. Foram inoculados 0,30 gramas de hidroxiapatita nanoparticulada no subcutâneo dos ratos e avaliados após eutanásia em microscopia óptica em 03, 07, 14, 21, 45 e 60 dias. Resultados: Não foi encontrada biocompatibilidade do material testado, porém o material foi totalmente reabsorvido após 45 dias, sem sinais de inflamação com características de tecido normal. / Objective: The aim is to evaluate the biocompatibility of a nanoparticulate hydroxyapatite in subcutaneous tissue of rats. Methods: The sample consisted of 30 male Wistar white rats aged between 90 days and weighing about 320 grams. 0.30 grams of nanoparticulate hydroxyapatite were inoculated in the subcutaneous tissue of the rats and after euthanasia a light microscopy evaluation was done in periods of 03, 07, 14, 21, 45 and 60 days. Results: Biocompatibility of the experimental material was not found, but it was completely reabsorbed in a period of 45 days, with no signs of inflammation and characteristics of a normal tissue.