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Smad7作為轉化生長因數-β信號通路中的負性調節因子為人所知，異常的Smad7表達通常會引發癌症及組織纖維化等疾病。而目前對於其在骨重建及其相關疾病中的作用尚未有研究。本研究利用Smad7部分敲除小鼠來探索Smad7在骨重建，骨質疏鬆以及間充質幹細胞分化等方面的作用。 / 本研究所用的Smad7部分敲除小鼠模型來源於已有報導過的Smad7ΔE1(KO)小鼠。該小鼠體內Smad7基因組外顯子I的翻譯區被替換，導致部分蛋白失及其功能破壞。研究結果表明，KO小鼠在6、12、24周齡時股骨遠端幹骺端均有不同程度下降的骨小梁數目、厚度，骨礦化率，骨密度，骨體積分數，及其上升的骨小梁間隙和破骨細胞表面。骨髓來源間充質幹細胞的多向分化實驗表明，KO組呈現出抑制性的成骨能力，表現為鈣結節形成減少，鹼性磷酸酶活性下降，早晚期成骨標記基因表達下降。該組亦表現出促進性的成脂能力，有較多及較早的脂滴形成，成脂標記基因表達上升。而對於骨髓來源巨噬細胞的體外破骨誘導實驗表明，KO組有更多且更大的破骨細胞形成，較大的骨吸收面積，以及上升的破骨標記基因表達。卵巢切除小鼠模型的研究表明，術後4、8、16周，KO组的股骨遠端幹骺端对比野生组有更大程度下降的骨形态学参数，以及明顯升高的破骨細胞融合標記蛋白的表達。體外實驗表明KO组有更多且更大的破骨細胞形成，以及更大面積的骨吸收。積雪草酸曾被證實在肝纖維化模型中誘導Smad7 基因的表達，也在本實驗中用以研究對骨質疏鬆疾病的作用。卵巢切除動物模型連續給藥8周後，骨質疏鬆的現象有明顯逆轉，表現為升高的骨形态学参数，及下降的股骨內破骨細胞融合標記蛋白的表達。 / 總結，本研究證實了Smad7在骨骼發育重建及骨疾病的病理機理等方面的研究提供了突破性的見解。部分敲除Smad7可以導致抑制性的成骨能力，促進性的破骨能力，以及損傷性的骨重建，亦會加速骨質疏鬆的進程，并可作為全新的藥物治療靶點，提示Smad7 本身對於骨重建及骨代謝的保護性作用，為代謝性骨疾病的研究及其臨床藥物開發提供了更廣泛的前景。 / Smad7 has been well documented as a negative regulator of TGF-β signaling, and its altered expression often leads to human diseases such as cancer and fibrosis. However, the role of Smad7 in regulating bone remodeling and related diseases remains unclear. We performed both in vivo and in vitro experiments as well as disease model and drug therapy studies using both wild-type (WT) and Smad7ΔE1 (KO) mice to investigate the functional role of Smad7 in bone remodeling, osteoporosis, and MSCs differentiation. / The Smad7ΔE1 mice were generated by replacing part of the exon1 of Smad7 gene as reported, which resulted in truncated protein and partial loss of Smad7 function. Mice were genotyped by PCR. The μ-CT, histological assays and bone histomorphometric assays in metaphysic region of the femurs showed lower trabecular number (TbN), trabecular thickness (TbTh), mineral apposition rate (MAR), higher trabecular separation (TbSp) and Osteoclast Surface (Oc.S/BS & Oc.N/BS) in the KO mice at 6, 12, to 24 weeks old; as well as lower bone mineral density (BMD) and bone volume fraction (BV/TV) at 24 weeks old in the KO mice. The in vitro BM-MSCs multi-lineage differentiation studies showed the suppressed osteogenic potential in the KO group with fewer mineralized nodules, lower ALP activity and expression of Col1A1, Runx2 and OCN; while the adipogenic potential was elevated with more lipid droplets formation and higher expression of Adipsin and C/EBPα. The osteoclastogenic potential of KO mice BMMs was also elevated, showing higher osteoclasts activity and larger resorptive areas, as well as elevated expression of TRAP and CTR. Both in vivo and in vitro studies of the osteoporotic models showed that the KO mice had lower BMD, TbTh, and higher TbSp compared to the WT mice at 4, 8, 16 weeks after OVX, similar results of lower BV/TV and TbN were observed at 4 weeks after OVX in the KO mice. The RANKL-induced osteoclastogenesis potential was elevated compared to WT mice, with more and bigger osteoclasts, larger resorptive areas, as well as elevated expression of TRAP and CTR. The osteoclastic cell fusion was also enhanced. Treatment of Asiatic acid (one traditional Chinese medicine that has been proved to induce the expression of Smad7 as reported) in the OVX mice reversed the osteoporotic process with increase BMD, BV/TV, TbN, TbTh, and decreased TbSp compared to the untreated group. The osteoclastic cell fusion was suppressed after AA treatment. / Partial loss of Smad7 function leads to impaired bone remodeling in vivo, reduced osteogenesis and enhanced osteoclastogenesis in vitro, and also accelerates the osteoporotic development and osteoclastic cell fusion. Asiatic acid may be a novel potential drug for prevention of osteoporosis. Our findings provide new evidences for a better understanding of the biological functions of Smad7 in bone remodeling and its therapeutic potential for metabolic bone diseases. / Detailed summary in vernacular field only. / Detailed summary in vernacular field only. / Detailed summary in vernacular field only. / Li, Nan. / Thesis (Ph.D.) Chinese University of Hong Kong, 2014. / Includes bibliographical references (leaves 131-153). / Abstracts also in Chinese.

Un 1er travail a étudié les effets osseux mandibulaires de l’injection unilatérale dans les muscles masticateurs de toxine botulique (BTX) chez le rat adulte. Ceci entraine une perte osseuse mandibulaire condylienne et alvéolaire homolatérale importante. Une hypertrophie osseuse de l’enthèse d’insertion mandibulaire du muscle digastrique a été observée et pourrait correspondre à une étiologie pour les tori. Les effets de la BTX sur le cartilage articulaire condylien mandibulaire dans le même modèle animal ont été recherchés par analyse microtomographique du cartilage articulaire après augmentation de contraste à l’acétate d’uranyle. Aucune différence d’épaisseur cartilagineuse n’a été mise en évidence entre les groupes contrôles et BTX.Le 3ème travail a consisté en l’étude histologique et microtomographique des tori mandibulaires chez l’homme.Les tori sont différents des exostoses des os longs par plusieurs caractéristiques (dont l’absence de Fe et Al dans la matrice osseuse) et une asymétrie du remodelage osseux a été mise en évidence.La 4ème partie a consisté en l’étude de la qualité osseuse et de la microvascularisation alvéolaire dans un modèle animal d’ostéonécrose mandibulaire (ONM) aux bisphosphonates (BP). Des signes cliniques et microtomographiques d’ONM ont été observés dans la majorité des cas. La minéralisation osseuse était plus élevée après imprégnation en BP. La microvascularisation osseuse alvéolaire apparaissait augmentée après avulsion dentaire chez les animaux contrôles mais pas chez les animaux ayant reçu des BP témoignant ainsi d’un effet anti angiogénique in vivo des BP qui pourrait jouer un rôle dans la physiopathologie de l’ONM. / First, bone changes at the mandible were studied after a unilateral botulinum toxin (BTX) injection in masticatory muscles in adult rats. A major alveolar and condylar bone loss was evidenced. The occurrence of a hypertrophic bone metaplasia at the digastric muscle enthesis was evidenced as well. This could constitute an etiological factor for tori. Then, condylar articular cartilage changes at the mandible were studied in the same BTX animal model, using microtomography after contrast enhancement of cartilage with uranyl acetate. Cartilage thickness measurement showed no difference when comparing control and BTX groups.A third work studied mandibular tori in human using histologic and microtomographic techniques. Tori appeared different from long bone exostoses by several characteristics (absence of Fe and Al in the bone matrix) and a specific asymmetric bone remodeling was evidenced.The fourth part consisted in the study of alveolar mandibular vascularization and quality of the bonematrix in an animal model of osteonecrosis of the jaws(ONJ) after bisphosphonates (BP) injections. Clinical and microtomographic signs of ONJ were found in mostof the cases. An increased mineralization of the alveolar bone was observed after BP impregnation. Microvascularization was increased after tooth extraction in the alveolar bone of control animals but it was impaired in ZA treated rats. Such an in vivo antiangiogenic effect of BPs could play a role in the pathophysiology of ONJ.

Fatores microbianos, mecânicos e intrínsecos ao hospedeiro são os responsáveis pelo insucesso endodôntico e necessidade de reintervenção. Polimorfismos genéticos são diferenças na sequência do DNA humano que influenciam na susceptibilidade do organismo frente a doenças e nas suas respostas ao meio ambiente. O objetivo do presente estudo foi investigar o envolvimento de aspectos moleculares e clínicos na resposta do hospedeiro frente ao tratamento endodôntico, por meio da análise da expressão e frequência de polimorfismos dos genes reguladores do processo de remodelação óssea em pacientes submetidos ao tratamento endodôntico. Pacientes que apresentaram necrose pulpar e lesão periapical instalada no momento do tratamento endodôntico foram chamados para consulta de acompanhamento. Foram incluídos no presente estudo 150 pacientes, que apresentaram tratamento concluído há no mínimo um ano antes da consulta de acompanhamento. Desse total, 64 pacientes apresentaram sinais e sintomas clínicos/radiográficos indicativos de lesões periapicais persistentes, e 86 indivíduos apresentaram reparação da lesão. No momento do acompanhamento, foram coletas amostras de saliva dos pacientes como fonte de DNA genômico, o qual foi extraído a partir do pellet de células sedimentado e genotipado para RANK (rs3826620), RANKL (rs9594738) e OPG (rs2073618) por PCR em tempo real. A frequência dos genótipos e alelos foi avaliada por meio da razão de chance (odds ratio), teste do qui-quadrado ou teste exato de Fisher, utilizando os softwares Epi Info 3.5.2 e Graphpad Prism. O tempo de acompanhamento após o tratamento foi utilizado como covariável na análise de regressão logística múltipla para cada um dos polimorfismos. O nível de significância estabelecido foi de 5%. Foi observada associação na distribuição dos alelos do polimorfismo em RANK entre os grupos (p=0,04). No polimorfismo em RANKL, a distribuição dos genótipos apresentou diferença estatisticamente significante entre os grupos (p=0,05). O tempo de acompanhamento esteve associado aos casos de lesões periapicais persistentes para cada um dos polimorfismos analisados (p<0,05), sendo que na análise ajustada pelo tempo como covariável, os polimorfismos rs3826620 em RANK (p=0.02) e rs9594738 em RANKL (p=0.03) continuaram associados a lesões periapicais persistentes. O polimorfismo rs2073618 em OPG não foi associado a distribuição dos grupos em nenhuma das análises (p>0,05). Conclui-se que polimorfismos em RANK e RANKL estão associados ao risco do desenvolvimento de lesões periapicais persistentes / Microbial, mechanical and related to host response factors are responsible for endodontic failure and requirement for reintervention. Genetic polymorphisms are differences in the sequence of human DNA that influence in the susceptibility to diseases and host response to the environment. The aim of this study was to evaluate the association between molecular and clinical aspects in the host response to root canal therapy (RCT), by analyzing the expression and frequency of polymorphisms of genes regulating the bone remodeling process in patients submitted to endodontic treatment. Patients that presented pulp necrosis and apical periodontitis at the time of RCT, with at least 1 year of follow-up after RCT were recalled. Sixty-four subjects with signs/symptoms of PAP and 86 subjects with root canaltreated teeth exhibiting healthy perirradicular tissues (healed) were included. At the time of follow-up visit, saliva samples from patients were collected as a source of genomic DNA, which was extracted from the pellet of sedimented cells and used for RANK (rs3826620), RANKL (rs9594738) and OPG (rs2073618) genotyping by real-time PCR. Genotype and allele frequencies were compared by chi-square test or Fishers exact tests and odds ratio was implemented, using Epi Info 3.5.2 and Graphpad Prism. A logistic regression analysis was also performed using time of follow-up as co-variate. All tests were performed with an established alpha of 0.05. An association between allele distribution and the polymorphism in RANK was observed. Subjects that carry the allele T had a lower risk to have PAP (p=0.04). In RANKL polymorphism, the genotype distribution was statistically significant different between PAP and healed groups (p=0.05). Time of follow-up was associated with PAP (p<0.05). In the logistic regression analysis using time as a co-variant, RANK rs3826620 (p=0.02) and RANKL rs9594738 (p=0.03) were associated with PAP. The polymorphism rs2073618 in OPG was not associated with PAP (p>0.05). We conclude that polymorphisms in RANK and RANKL are associated with the risk of developing persistent periapical lesions

Este trabalho objetivou elucidar as mudanças ocorridas na articulação temporomandibular (ATM) após o avanço cirúrgico mandibular com diferentes técnicas de fixação: fixação rígida (parafusos bicorticais) e fixação semi-rígida (mini-placas). Doze minipigs (BR-1 Minipig), com 15 meses de idade, divididos igualmente em dois grupos (Grupo 2, Fixação rígida e Grupo 3, fixação semi-rígida) foram operados e formaram os grupos experimentais; seis animais, com a mesma idade e não operados, formaram o grupo controle (Grupo 1). Quatro meses após as cirurgias, os animais foram mortos e todas as ATMs e amostras de líquido sinovial foram coletadas. As ATMs foram preparadas para análise histológica após a realização de tomografias computadorizadas (TC), as quais objetivaram a detecção de osteófito, erosão e achatamento. A presença de um marcador pró-inflamatório, a interleucina (IL)-6, e um marcador antiinflamatório, IL-10 no líquido sinovial, foi determinada pelo teste ELISA. A avaliação por TC demonstrou significantes alterações na forma do côndilo (erosão, P=0,0010; osteófito, P<0,0001) no grupo 2, quando comparado aos grupos 1 e 3. No grupo controle, os mesmos níveis de IL-6 e IL-10 foram observados (83,2 pg/mL e 80,6 pg/mL, respectivamente), compatíveis com ausência de sinais inflamatórios. No grupo com fixação semi-rígida, valores mais elevados de IL-6 em comparação à IL-10 indicaram um processo de inflamação ativo (140.0 pg/mL e 95.6 pg/mL, respectivamente). Ao contrário, no grupo com fixação rígida obtiveram-se valores mais baixos de IL-6 comparados à IL-10 (103,5 pg/mL e 138,9 pg/mL, respectivamente) sugerindo inflamação recente já cessada ou se encerrando. Foi possível concluir que a fixação rígida provoca sinais mais pronunciados de remodelação óssea nas ATMs, enquanto que a fixação semi-rígida promove uma atividade inflamatória mais duradoura. Portanto, fatores intrínsecos da fixação rígida transmitem maior impacto das forças mastigatórias pós-cirúrgicas para a ATM em comparação à fixação semi-rígida. / This work aimed at elucidating the changes occurring in temporomandibular joint (TMJ) after surgical mandibular advancement with different fixation materials: miniplates (malleable fixation) and bi-cortical screws (rigid fixation). Twelve minipigs (Minipig BR-1) were operated and served as experimental groups; six non-operated age matched animals served as controls. Four months after the surgeries the animals were sacrificed, and all TMJs and sinovial fluid samples were collected. TMJs were histologically prepared after computerized tomography (CT) scanning, which aimed the detection of osteofite, erosion and flattening. The CT scans examination revealed significant alterations of condyles\' shape (erosion, P=0,0010 and osteophyte, P<0,0001) for group 2 when compared with groups 1 and 3. The presence of a pro-inflammatory marker, interleukine (IL)-6, and an anti-inflammatory marker, IL-10 in sinovial fluid was assessed in ELISA experiments. Although CT revealed a tendency of bone remodelling in the rigid fixation group, the difference was not statistically significant. In the control group, the same levels of IL-6 and IL-10 were observed (83.2 pg/mL and 80.6 pg/mL, respectively), compatible with no signs of inflammation. In the malleable fixation group higher levels of IL-6 in comparison with IL-10 indicated an active inflammatory process (140.0 pg/mL and 95.6 pg/mL, respectively). In contrast, in the rigid fixation group lower levels of IL-6 compared with IL-10 were found (103.5 pg/mL and 138.9 pg/mL, respectively). Rigid fixation evokes more pronounced signs of bone remodelling in TMJ, whereas malleable fixation promotes a more intense inflammatory activity than rigid fixation. Therefore, intrinsic features of rigid fixation seem to transmit a higher impact of postoperative masticatory forces to TMJ as compared with malleable fixation.

A movimentação dentária ortodôntica ocorre através de dois processos, nos quais o osso alveolar é reabsorvido nas áreas de pressão, enquanto que novo osso é formado na área de tração. O processo de reabsorção óssea ocorre pela ação de células multinucleadas, os osteoclastos. Os bisfosfonatos constituem um grupo de fármacos com propriedade de inibir a reabsorção óssea, foi utilizado no presente estudo com a finalidade de interferir na remodelação óssea induzida ortodonticamente. Para isso, força contínua de 15 cN foi aplicada aos primeiros molares superiores de ratos machos Wistar de 2 1/2 meses, utilizando uma biomecânica com fios superelásticos. Os animais foram divididos aleatoriamente em 4 grupos: 1) O grupo controle constituído por dezoito ratos, os quais foram injetados solução salina por 7 dias antes da instalação da biomecânica passiva, que permaneceu por 3, 10 e 18 dias; 2) Dezoito animais foram tratados com ALN (dose 2,5 mg/Kg) por 7 dias antes da instalação da biomecânica passiva que permaneceu por 3, 10 e 18 dias; 3) Dezoito animais foram tratados com alendronato com a mesma dose citada acima por 7 dias antes da instalação da biomecânica ativa que permaneceu por 3, 10 e 18 dias; 4) Dezoito animais foram injetados com solução salina 7 dias antes da instalação da biomecânica ativa que permaneceu por 3, 10 e 18 dias. As maxilas foram fixadas com 4% de formaldeído + 0,1% de glutaraldeído, descalcificadas em EDTA a 4,13% e incluídas em parafina ou resina Spurr. Os cortes foram corados com HE para análise morfológica. Alguns cortes foram submetidos à imuno-histoquímica para detecção de RANKL e OPG. Foi utilizado o método TRAP, marcador de osteoclastos e microscopia eletrônica de transmissão para análise ultraestrutural. Alguns espécimes tiveram a cortical óssea vestibular do primeiro molar superior congelada em nitrogênio líquido para análise da expressão de RANKL por Western Blotting. O ALN inibiu a reabsorção óssea e radicular de todos os grupos tratados. As células clásticas apresentaram-se em estado latente. No grupo da movimentação ortodôntica o osso alveolar foi remodelado e com 18 dias a superfície radicular apresentou-se reabsorvida e o TRAP revelou clastos ativos, achados confirmados pela microscopia eletrônica de transmissão. A expressão de RANKL, molécula ativadora de células clásticas, nao foi inibida pela droga. A expressão de OPG foi aumentada nos animais tratados. Os resultados demonstram que o uso de alendronato sódico na movimentação ortodôntica não interfere no recrutamento dos osteoclasto, ele aparentemente inibe sua ativação, o que pode interferir no processo de remodelação óssea e talvez diminua a quantidade de movimentação dentária. / Orthodontic tooth movement occurs through two processes in which the alveolar bone is resorbed in the pressure areas, whereas new bone is formed in the tension area. The bone resorption occurs by multinucleated cell, the osteoclasts. The bisphosphonates are drugs with capability to inhibit clastic activity were used in the present study in order to interfere with the bone remodeling induced orthodontic. For this continuous force of 15 cN was applied to the first molars of Wistar male rats of 2 1/2 months, using a biomechanical with superelastic wire. The animals were randomly divided into 4 groups: 1) The control group consisted of eighteen mice, which received sterile saline solution saline for 7 days prior to installation of passive biomechanics, which remained for 3, 10 and 18 days; 2) Eighteen animals were treated with ALN (dose 2.5 mg / kg) for 7 days prior to installation of the passive biomechanical to remain for 3, 10 and 18 days; 3) Eighteen animals were treated with alendronate with the same dose quoted above for 7 days prior to the biomechanical installation that remains active for 3, 10 and 18 days; 4) Eighteen animals were injected with sterile saline solution 7 days prior to the biomechanical installation that remains active for 3, 10 and 18 days. The maxillae were fixed with 4% formaldehyde + 0.1% glutaraldehyde, decalcified in EDTA 4.13% and embedded in paraffin or Spurr resin. The specimens were morphologically analyzed in HE stained sections. Some stained sections were used for immunolabeling for RANKL and OPG. The osteoclasts were marked by tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP) histochemistry. The ultrathin sections were examined in a trasnmission electron micrsocpe. Some specimens were frozen in liquid nitrogen for protein extraction and Western Blotting protein expression analyzes. The ALN inhibited bone resorption and root of all the treated groups. The clastic cells present in a latent state. In the orthodontic movement group alveolar bone was remodeled with 18 days to root surface presented itself reabsorbed and the TRAP revealed clasts assets, findings confirmed by transmission electron microscopy. Expression of RANKL activating molecule clastic cells was not inhibited by the drug. The OPG expression was increased in treated animals. The results demonstrate that the use of alendronate in the orthodontic movement does not interfere with osteoclast recruitment, it apparently inhibits their activation, which can interfere in the bone remodeling process and may reduce the amount of tooth movement.

A diabetes mellitus (DM) é um grupo de doenças metabólicas caracterizadas por hiperglicemia resultante do déficit na secreção e/ou ações de insulina. Dentre as muitas complicações da diabetes incluem a osteopenia diabética, que causa osteoporose e aumento do risco de fraturas ósseas. A patofisiologia da baixa resistência óssea associada a DM é considerada multifatorial, podendo ser decorrente da deficiência de insulina, resistência à insulina, insuficiência de osteoblastos, deficiência de vitamina D, formação e acúmulo dos produtos finais da glicação avançada e complicações microvasculares. Por isso, existe um interesse crescente no estudo da diabetes associada a outras alterações metabólicas e o efeito das drogas antidiabéticas, de forma a reverter os efeitos maléficos. O objetivo desse estudo foi avaliar a influência das drogas antidiabéticas na movimentação dentária ortodôntica e na densidade/microarquitetura óssea alveolar em ratos diabéticos. Assim, ratos Normoglicêmicos (NG,n=20) e Diabéticos induzidos pela estreptozotocina (DM1,n=60) foram divididos em: TinDM1(n=20) tratados com Insulina, TinmetDM1(n=20) tratados com Insulina+Metformina, e os STDM1(n=20) e STNG(n=20) que não receberam tratamento. Após 14 dias da indução, o 1o molar superior direito recebeu força ortodôntica (50g) em sentido mesial. Nos periodos experimentais de 0, 3, 7 e 14 dias, as maxilas foram coletadas e submetidas às análises microtomográficas para quantificar a movimentação dentária e a densidade óssea e histológica, para avaliar as alterações periodontais ocorridas durante a movimentação. Os dados microtomográficos foram submetidos à ANOVA a dois critérios e teste de Tukey (p<0,05). A indução com estreptozotocina induziu ao quadro de diabetes grave (glicemia de jejum de 325mg/dL) os quais foram acentuados com o tempo no grupo STDM1 (404mg/dL). A utilização de insulina e da associação insulina e metformina reduziram consideravelmente os níveis glicêmicos (127mg/dL). A força de 50g aplicadas no 1o molar promoveu movimentação dentária linear, sendo menor no grupo STNG (116&#x3BC;m) e maior nos diabéticos (173&#x3BC;m). Durante a movimentação a densidade óssea no grupo STNG foi mantida (BV/TV=83%), enquanto nos TinDM1 e TinmetDM1 ocorreu pequena redução (BV/TV=76%). Já nos STDM1 a força produziu grande perda óssea (BV/TV=62%). No grupo STDM1 O quadro histopatológico confirma os efeitos deletérios nas estruturas dentarias e periodontais durante a movimentação dentária, com acentuada perda óssea e processo inflamatório. A redução dos índices glicêmicos com utilização das drogas hipoglicemiantes nos grupos TinDM1 e TinmetDM1 equilibrou o processo de formação e reabsorção óssea no STNG, após os 3 dias da movimentação. Concluímos que, a utilização contínua de insulina ou insulina e metformina nos animais diabéticos diminuem significativamente o quadro de perda óssea alveolar decorrente das forças ortodônticas no estado diabético. / Diabetes mellitus (DM) is a group of metabolic diseases characterized by hyperglycemia resulting in deficits in the secretion and/or insulin action. Among the many complications of diabetes, it includes diabetic osteopenia that causes osteoporosis and increased risk of bone fractures. The pathophysiology associated with low bone strength in DM is considered multifactorial and may be due to insulin deficiency, insulin resistance, osteoblast deficiency, vitamin D deficiency, formation and accumulation of advanced glycation end products and microvascular complications. Therefore, there is a growing interest in the study of diabetes associated with other metabolic abnormalities and the effect of antidiabetic drugs, in order to reverse the deleterious effects. The objective of this study was to evaluate the influence of antidiabetic drugs in orthodontic tooth movement and alveolar bone density/microarchitecture in diabetic rats. Thus, normoglycemic rats (NG, n=20) and streptozotocin-induced diabetic (DM1, n=60) were divided into TinDM1 (n=20) treated by insulin, TinmetDM1 (n=20) treated by Insulin + Metformin and STDM1 (n = 20) and STNG (n = 20) that received no treatment. After 14 days of induction, the M1 received orthodontic force (50g) to move mesially. After 0, 3, 7 and 14 days jaws were collected and subjected to microtomographic images analysis to quantify, tooth movement and bone density and histological analysis to evaluate periodontal changes occurred during the movement. Microtomographic data were submitted to two-way ANOVA and Tukey test (p <0.05). The induction with streptozotocin induced severe diabetes frame (fasting blood glucose 325 mg/dL) which accentuated over the time of the disease in STDM1 group (404mg/dL). The use of insulin and insulin and metformin reduced blood glucose levels to satisfactory values (127mg/dL). The strength of 50g applied on M1 promoted linear tooth movement, being lower in STNG group (116&#x3BC;m) and higher in diabetics (173&#x3BC;m). When handling bone density was maintained at STNG group (BV/TV = 83%), in TinDM1 and TinmetDM1 small reduction occurred (BV/TV = 76%). Already in STDM1 the force produced large bone loss (BV/TV = 62%). Histopathological analysis confirmed the deleterious effects on periodontal and dental structures during tooth movement in STDM1 group, with marked bone loss and inflammatory process. Reducing the glycemic index by using insulin in TinDM1 group and insulin + metformin in TinmetDM1 balanced process of bone formation and resorption after 3 days of mechanical loading. We conclude that the continuous use of insulin or insulin and metformin in diabetic animals diminishesalveolar bone loss resulting from orthodontic forces in the diabetic condition.

Após exodontia e instalação de implantes imediatos o sítio edêntulo sofre uma substancial remodelação óssea. O objetivo do presente estudo foi avaliar a remodelação dos tecidos moles e da tábua óssea vestibular em alvéolos pósexodontia e em implantes imediatos em cães com um biotipo periodontal fino, com a associação de um material de enxerto. Oito cães tiveram a espessura da gengiva de um lado da mandíbula reduzida, os pré-molares mandibulares extraídos em cirurgia sem retalho e 4 implantes foram instalados de cada lado à 1,5 mm da tábua óssea vestibular. Os demais alvéolos foram utilizados para o estudo da dinâmica de cicatrização alveolar. Os sítios foram aleatoreamente alocados em: GT (grupo teste) = gengiva fina; GT + ME (GT com material de enxerto); GC (grupo controle) = gengiva normal; e GC + ME (GC com material de enxerto). Espessura da tábua óssea vestibular (ETOV), espessura de gengiva queratinizada (EGQ), largura alveolar (LA), altura de retração gengival (RG) e profundidade de sondagem (PS) foram avaliados clinicamente. Após 12 semanas os cães foram sacrificados e as amostras processadas para as análises de micro-tomografia computadorizada, histologia, histomorfometria, fluorescência e imunohistoquímica. Uma ETOV fina foi observada em todos os cães. Os procedimentos pré-cirúrgicos reduziram a EGQ nos grupos teste, com alterações mínimas na LA. Não houve diferenças estatísticas significantes entre os grupos para os parâmetros clínicos. Em todos os grupos o alvéolo ou o gap vestibular foram preenchidos por osso neoformado e uma leve reabsorção da tábua óssea vestibular foi observada, sem diferença estatística entre os grupos. Nos alvéolos pós-exodontia uma taxa de mineralização numericamente maior foi observada nos grupos que receberam material de enxerto em 12 semanas. A espessura do osso vestibular foi um fator fundamental na reabsorção da tábua óssea vestibular, mesmo com cirurgia sem retalho. Diminuir a gengiva para uma espessura crítica ou a adição de um biomaterial, em um biotipo fino pré-existente, não influenciou os resultados. / After tooth extraction and immediate implant placement the edentulous site undergo marked bone remodeling. The aim of the present study was to evaluate soft tissues and buccal bone remodeling in fresh extraction sockets and immediate implants in dogs with a thin periodontal biotype, with the association of a graft material. The gingiva of 8 dogs was thinned at one side of the mandible, mandibular premolars were extracted without flaps, and 4 implants were installed on each side at 1.5 mm from the buccal bone. The remaining sockets were used for the study of the alveolar healing dynamic. The sites were randomly assigned into: TG (test group) = thin gingiva; TG + GM (TG with grafting material); CG (control group) = normal gingiva; and CG + GM (CG with grafting material). Buccal bone thickness (BBT), thickness of keratinized tissue (TKT), alveolar width (AW), gingival recession height (GR) and probing depth (PD) were clinically evaluated. After 12 weeks the dogs were sacrificed and the samples were processed for microtomographic, histological, histomorphometric, fluorescence and immunohistochemistric analysis. A thin BBT was observed in all the dogs. The pre-surgical procedures reduced gingival thickness in the test groups, with minimal changes of the AW. There were no statistically significant differences among the groups for the clinical parameters. In all the groups the socket or the buccal gap was filled with newly formed bone and a slight buccal bone loss was observed, with no statistical difference among the groups. In the extraction sockets a numerically higher mineralization rate was observed for the grafted groups at 12 weeks. The thickness of the buccal bone was a fundamental factor on buccal bone plate resorption, even with a flapless approach. To reduce the gingival thickness or the addition of a biomaterial, in a thin biotype, did not influence the results.

A osteonecrose dos maxilares associada ao uso dos Bisfosfonatos é uma exposição óssea que persiste por mais de 8 semanas na cavidade oral em pacientes sob tratamento com bisfosfonatos e que não foram submetidos a radioterapia de cabeça e pescoço. Explicar o motivo do desenvolvimento destas lesões ósseas principalmente nos maxilares e desvendar a sua patofisiologia ainda é necessário. Por isso, o reparo ósseo em um modelo animal de osteonecrose dos maxilares associada ao uso de bisfosfonatos em ratos Wistar (Rattus norvegicus, albinus) foi avaliado através de análise microscópica e molecular. A amostra foi composta por 48 ratos machos, com 12 semanas de vida e peso aproximado de 300 gramas, que foram submetidos a administração de Ácido Zoledrônico, 0,6 mg/kg a cada 28 dias com um total de 5 doses. Os animais foram dividos em quatro grupos, cada um composto por 12 animais; 2 grupos de tratamento AZ e AZ-experimental (AZ-exp) e 2 grupos controles CO e CO-experimental (CO-exp) com administração de cloreto de sódio 0,9% no mesmo volume e frequencia do Ácido Zoledrônico. As soluções foram administradas por via intraperitoneal. O grupo AZ-exp e o CO-exp foram submetidos a exodontias dos molares superiores direitos e a realização de defeito ósseo no fêmur esquerdo 45 dias após a primeira aplicação das soluções. A eutanásia dos animais ocorreu após 150 dias do início do experimento. A avaliação histológica foi realizada através de análises qualitativa e quantitativa, verificou a presença de sequestros ósseos, áreas de osteonecrose e áreas de osso total por meio de estudos de microscopia óptica pela coloração Hematoxilina e Eosina. Análise quantitativa da expressão do RNAm de proteínas envolvidas no processo de reparo ósseo pelo método de reação em cadeia da polimerase em tempo real (RealTimePCR) também foi realizada para avaliação dos osteoclastos (RANK, RANKL e OPG), osteoblastos (ALPL e OCN) osteócitos (DMP-1 e PHEX) e vascularização (VEGF). Apenas o grupo com administração de AZ e realização de exodontias apresentou sequestros ósseos e áreas significativamente maiores de osteonecrose em comparação aos animais com exodontia e sem a administração de AZ. Não foram encontradas áreas de osteonecrose na análise do fêmur. A avaliação do osso total apresentou maior quantidade de osso nos animais submetidos a procedimentos cirúrgicos e administração de AZ, porém não houve significância estatística. Na análise molecular, a administração de AZ e a realização das exodontias e do defeito ósseo, provocou alteração na expressão de marcadores para osteoclastos. A administração do AZ associada à realização dos procedimentos cirúrgicos aumentou a expressão de marcadores iniciais da osteoblastogênese e diminuiu a expressão tardia dos osteoblastos. A expressão de marcadores de osteócitos foi menor após a administração de AZ e exodontias na maxila, no entanto, no fêmur, houve aumento na expressão destes marcadores. A realização das exodontias e de defeitos ósseos no fêmur aumentou a expressão de VEGF nos grupos com e sem administração de AZ. Estes resultados evidenciam a interferência do Ácido Zoledrônico no reparo ósseo dos alvéolos e dos defeitos ósseos nos fêmures, causando incidência de osteonecrose na maxila, atraso na remodelação óssea, e ausência de lesões de osteonecrose no fêmur. A presença de lesões de osteonecrose na maxila pode ser consequência do atraso na remodelação óssea, evidenciado pela alteração na expressão de marcadores para osteclastos e osteoblastos, e as mesmas ocasionam a diminuição da expressão de proteínas pelos osteócitos. / Bisphosphonate-related osteonecrosis of the jaws is a bone exposure persisting for more than 8 weeks in the oral cavity in patients receiving bisphosphonates and who did not undergo radiation therapy for head and neck. Explain the reason for these development bone lesions mainly in the jaws and unveil its pathophysiology is still needed. Therefore, the bone repair in an animal model of Bisphosphonate-related osteonecrosis of the jaws in Wistar rats (Rattus norvegicus, Albinus) was evaluated by microscopic and molecular analysis. The sample was composed of 48 male rats, with 12 weeks old and weighing approximately of 300 grams, who underwent the administration of zoledronic acid, 0.6 mg / kg every 28 days with a total of 5 doses. The animals were divided into four groups, each consisting of 12 animals; 2 treatment groups AZ and AZ-experimental (AZ-exp) and 2 control groups CO and CO-experimental (CO-exp) with sodium chloride administration 0.9% in the same volume and frequency of zoledronic acid. All solutions were administered intraperitoneally. The AZ-exp group and the CO-exp group underwent extractions rights upper molars and the bone defect was performed in the left femur 45 days after the first application of the solutions. Euthanasia of animals occurred after 150 days from the beginning of the experiment. Histological evaluation was performed through quantitative and qualitative analysis checked the presence of bone sequestration, osteonecrosis area and whole bone areas by means of optical microscopy by hematoxylin-eosin staining. Quantitative analysis of mRNA expression of proteins involved in bone repair by polymerase chain reaction method in real time (RealTimePCR) was also performed: osteoclasts (RANK, RANKL and OPG), osteoblasts (ALPL and OCN) osteocytes (PMD-1 and PHEX) and vascularization (VEGF). Only the group with administration of AZ and performing tooth extractions presented bone sequestration and significantly larger areas of osteonecrosis when compared to animals with extraction and without AZ administration. There were no areas of osteonecrosis of the femoral analysis. The evaluation of the whole bone showed more bone in animals undergoing surgeries and AZ administration but there was no statistical significance. Molecular analysis, AZ administration and the performance of tooth extractions and bone defect changed the expression of markers for osteoclasts. The AZ administration associated with surgical procedures increased the expression of early markers of osteoblastogenesis and decreased the late expression of osteoblasts. The expression of osteocytes markers was lower after AZ administration and maxillary tooth extractions; however, there was an increase in the expression of these markers in the femur. The performance of tooth extractions and bone defects in the femur increased VEGF expression in animals with and without administration of AZ. These results show the interference of zoledronic acid on bone repair of the sockets and bone defects in the femurs, causing incidence of osteonecrosis of the upper jaw, delayed bone remodeling, and no femoral osteonecrosis injuries. The presence of osteonecrosis injuries in the upper jaw can be the consequence of the delay on bone remodeling, evidenced by the change in the markers expression for osteoclasts and osteoblasts, and they cause the decreased in protein expression by osteocytes.

Este trabalho objetivou elucidar as mudanças ocorridas na articulação temporomandibular (ATM) após o avanço cirúrgico mandibular com diferentes técnicas de fixação: fixação rígida (parafusos bicorticais) e fixação semi-rígida (mini-placas). Doze minipigs (BR-1 Minipig), com 15 meses de idade, divididos igualmente em dois grupos (Grupo 2, Fixação rígida e Grupo 3, fixação semi-rígida) foram operados e formaram os grupos experimentais; seis animais, com a mesma idade e não operados, formaram o grupo controle (Grupo 1). Quatro meses após as cirurgias, os animais foram mortos e todas as ATMs e amostras de líquido sinovial foram coletadas. As ATMs foram preparadas para análise histológica após a realização de tomografias computadorizadas (TC), as quais objetivaram a detecção de osteófito, erosão e achatamento. A presença de um marcador pró-inflamatório, a interleucina (IL)-6, e um marcador antiinflamatório, IL-10 no líquido sinovial, foi determinada pelo teste ELISA. A avaliação por TC demonstrou significantes alterações na forma do côndilo (erosão, P=0,0010; osteófito, P<0,0001) no grupo 2, quando comparado aos grupos 1 e 3. No grupo controle, os mesmos níveis de IL-6 e IL-10 foram observados (83,2 pg/mL e 80,6 pg/mL, respectivamente), compatíveis com ausência de sinais inflamatórios. No grupo com fixação semi-rígida, valores mais elevados de IL-6 em comparação à IL-10 indicaram um processo de inflamação ativo (140.0 pg/mL e 95.6 pg/mL, respectivamente). Ao contrário, no grupo com fixação rígida obtiveram-se valores mais baixos de IL-6 comparados à IL-10 (103,5 pg/mL e 138,9 pg/mL, respectivamente) sugerindo inflamação recente já cessada ou se encerrando. Foi possível concluir que a fixação rígida provoca sinais mais pronunciados de remodelação óssea nas ATMs, enquanto que a fixação semi-rígida promove uma atividade inflamatória mais duradoura. Portanto, fatores intrínsecos da fixação rígida transmitem maior impacto das forças mastigatórias pós-cirúrgicas para a ATM em comparação à fixação semi-rígida. / This work aimed at elucidating the changes occurring in temporomandibular joint (TMJ) after surgical mandibular advancement with different fixation materials: miniplates (malleable fixation) and bi-cortical screws (rigid fixation). Twelve minipigs (Minipig BR-1) were operated and served as experimental groups; six non-operated age matched animals served as controls. Four months after the surgeries the animals were sacrificed, and all TMJs and sinovial fluid samples were collected. TMJs were histologically prepared after computerized tomography (CT) scanning, which aimed the detection of osteofite, erosion and flattening. The CT scans examination revealed significant alterations of condyles\' shape (erosion, P=0,0010 and osteophyte, P<0,0001) for group 2 when compared with groups 1 and 3. The presence of a pro-inflammatory marker, interleukine (IL)-6, and an anti-inflammatory marker, IL-10 in sinovial fluid was assessed in ELISA experiments. Although CT revealed a tendency of bone remodelling in the rigid fixation group, the difference was not statistically significant. In the control group, the same levels of IL-6 and IL-10 were observed (83.2 pg/mL and 80.6 pg/mL, respectively), compatible with no signs of inflammation. In the malleable fixation group higher levels of IL-6 in comparison with IL-10 indicated an active inflammatory process (140.0 pg/mL and 95.6 pg/mL, respectively). In contrast, in the rigid fixation group lower levels of IL-6 compared with IL-10 were found (103.5 pg/mL and 138.9 pg/mL, respectively). Rigid fixation evokes more pronounced signs of bone remodelling in TMJ, whereas malleable fixation promotes a more intense inflammatory activity than rigid fixation. Therefore, intrinsic features of rigid fixation seem to transmit a higher impact of postoperative masticatory forces to TMJ as compared with malleable fixation.