O objetivo deste estudo foi estabelecer cultura primária de células derivadas da granulação óssea (GO) de seres humanos para determinar seu padrão de crescimento in vitro e determinar os efeitos biológicos de três membranas reabsorvíveis feitas de colágeno (BioGide®, GenDerm®, CollaTape®) em culturas de fibroblastos gengivais humanos (FGH) e células da granulação óssea (GO). Foram coletadas amostras de tecido ósseo presente no alvéolo de cicatrização de dois pacientes adultos saudáveis sistemicamente com indicação de cirurgia periodontal regenerativa pela técnica do enxerto ósseo em neoformação. Imediatamente após a coleta, as amostras foram transportadas ao laboratório de cultura de células para estabelecimento da cultura primária. As células foram cultivadas em atmosfera úmida, contendo 5% CO2 a 37oC. A curva de crescimento das células foi determinada por meio de contagem de células viáveis. Após a caracterização da curva de crescimento, foram realizadas a caracterização da amostra por meio de determinação da atividade de fosfatase alcalina e de mineralização. Posteriormente, os efeitos de três diferentes tipos de membranas colágenas sobre a proliferação de células GO e FGH foram investigados por meio do teste MTT. As amostras foram divididas em oito grupos: (1) células FGH em meio DMEM (C-FGH); (2) células FGH em meio DMEM condicionado com membrana GenDerm (GD-FGH); (3) células FGH em meio DMEM condicionado com membrana BioGide (BG-FGH); (4) células FGH em meio DMEM condicionado com membrana ColaTape (CT-FGH); (5) células GO em meio DMEM (C-GO); (6) células GO em meio DMEM condicionado com membrana GenDerm (GD-GO); (7) células GO em meio DMEM condicionado com membrana BioGide (BG-GO); (8) células GO em meio DMEM condicionado com membrana CollaTape (CT-GO). O teste de proliferação celular mostrou que houve aumento significativo (p< 0.05; ANOVA para medidas repetidas) do número de células vitais presentes na cultura nos dias 3 (90,8%), 5 (132,50%), 7 (137,50%) e 10 (227,50%) em relação ao controle (dia 0). Foram observadas atividade de fosfatase alcalina e de mineralização in vitro. Houve aumento do número de células FGH e GO viáveis em todos os grupos (p< 0.05; ANOVA para medidas repetidas). Houve maior efeito proliferativo nas células FGH e GO nos grupos GD e CT, com diferenças estatisticamente significantes entre os grupos (p< 0.05; Mann Whitney) apenas no período de 96 horas. Esses achados sugerem que as células GO apresentam alta atividade de proliferação e síntese, sendo compatíveis com células de linhagem osteoblástica. Duas membranas colágenas testadas exerceram maior ação proliferativa tardia sobre osteoblastos, indicando sua eficácia na regeneração dos tecidos periodontais. / The aim of this study was to establish primary culture of cells derived from human bone granulation tissue (GO) in order to determine its growth pattern in vitro and the biological effects of three absorbable collagen membranes (BioGide®, GenDerm®, CollaTape®) in human gingival fibroblasts (FGH) and human bone granulation (GO) cell cultures. Samples of bone tissue present at healing sockets of two systemically healthy adults with indication of periodontal regenerative therapy by the newly forming bone were collected. Immediately after, samples were transported to the laboratory of cell culture to the establishment of primary cultures. Cells were cultivated in humid atmosphere with 95% CO2 at 37oC. Cells growth pattern were determined by counting of viable cells. After characterization of growth pattern, samples were characterized according to alkaline phosphatase activity and mineralization detected by alizarin red. Afterwards, the effects of three different types of collagen membranes on GO and FGH cells were investigated by MTT test. Samples were divided into eight groups: (1) FGH cells in DMEM (C-FGH); (2) FGH in DMEM conditioned by GenDerm® membrane (GD-FGH); (3) FGH in DMEM conditioned with BioGide® (BG-FGH); (4) FGH in DMEM conditioned by CollaTape® (CT-FGH); (5) GO cells in DMEM (C-GO); (6) GO cells in DMEM conditioned by GenDerm® (GD-GO); (7) GO cells in DMEM conditioned by BioGide® (BG-GO); (8) GO cells in DMEM conditioned by CollaTape® (CT-GO). Cell proliferation test showed a significant (p< 0.05; ANOVA for repeated measures) increase in the number of vital cells present in the culture at days 3 (90.8%), 5 (132.50%), 7 (137.50%) and 10 (227.50%) compared to control (dia 0). It was observed alkaline phosphatase activity and mineralization in vitro. There was an increase in the number of FGH and GO viable cells at all groups (p< 0.05; ANOVA for repeated measures). Greater proliferative effect at FGH and GO cells at GD and CT groups, with significant differences between groups (p< 0.05; Mann Whitney) only at 96 hs. Two of the collagen membranes tested exerted greater late proliferative effects on osteoblasts, suggesting its efficacy in the regeneration of periodontal tissues.

Em Implantodontia, o titânio (Ti) é o material de escolha para a confecção dos implantes dentários por apresentar excelentes propriedades mecânicas e biocompatibilidade. Entretanto, novas estratégias de modificações da topografia e da composição bioquímica da superfície de Ti vêm sendo pesquisadas com o objetivo de incrementar a biocompatibilidade do Ti. A combinação de alterações topográficas em escala nanométrica e revestimento com o colágeno tipo I seria uma modificação com potencial para aumentar e/ou acelerar o processo de osseointegração. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar o efeito de superfície de Ti com nanotopografia revestida com colágeno sobre a osteogênese in vitro. Para isso, osteoblastos derivados de calvária de ratos foram cultivados em meio osteogênico sobre 4 superfícies de Ti: usinada (Ti Usi), usinada revestida com colágeno (Ti Usi/Col), com nanotopografia (Ti Nano) e com nanotopografia revestida com colágeno (Ti Nano/Col). A osteogênese foi avaliada pelos seguintes parâmetros: viabilidade celular; expressão das proteínas sialoproteína óssea (BSP) e osteopontina (OPN); atividade de fosfatase alcalina (ALP); expressão dos genes ALP, colágeno tipo I (COL), osteocalcina (OC), OPN, osterix (OSX) e runt-related transcription factor 2 (RUNX-2); e a formação de matriz extracelular mineralizada. Os dados foram comparados por análise de variância (ANOVA) seguido pelo pós-teste Student- Newman-Keuls e o nível de significância adotado foi de 5%. Aos 7 dias, a viabilidade celular foi maior sobre a superfície Ti Nano/Col, comparada às outras superfícies, dentre as quais não foi detectada diferença estatisticamente significante. Houve um 11 aumento da atividade da ALP dos 7 para os 10 dias; aos 7 dias, a atividade da ALP foi menor na superfície Ti Usi em comparação às superfícies Ti Nano e Ti Nano/Col; e aos 10 dias a atividade da ALP foi maior nas células crescidas sobre a superfície Ti Nano/Col comparado às demais superfícies. A imunolocalização, tanto para a OPN aos 3 dias quanto para BSP aos 7 e 10 dias, foi maior nos grupos Ti Nano e Ti Nano/Col com marcações fortes por todo o citoplasma além de depósitos extracelulares adjacentes às células. A expressão dos genes marcadores osteoblásticos avaliados foi maior sobre as superfícies Ti Nano e Ti Nano/Col, em comparação com as superfícies Ti Usi e Ti Usi/Col. A formação de matriz mineralizada foi maior nas superfícies Ti Usi/Col e Ti Nano/Col em relação às superfícies Ti Usi e Ti Nano, dentre as quais não foi detectada diferença estatisticamente significante. Esses resultados sugerem que a combinação de nanotopografia com revestimento com colágeno de superfícies de Ti estimula os eventos intermediários da osteogênese e tem potencial para favorecer a osseointegração dos implantes de Ti. / In Implantology, titanium (Ti) is the material of choice for the manufacture of dental implants because of its excellent mechanical properties and biocompatibility. However, new strategies to modify the topography and biochemical composition of Ti surfaces have been tested in order to increase the biocompatibility of Ti. The combination of topographic changes at the nanoscale and coating with collagen type I has potential to increase and/or accelerate the osseointegration process. The aim of this study was to evaluate the effect of Ti surface with nanotopography coated with collagen on in vitro osteogenesis. For this, osteoblasts harvested from rat calvaria were cultured in osteogenic medium on 4 Ti surfaces: machined (Ti Usi), machined coated with collagen (Ti Usi/Col), nanotopography (Ti Nano) and nanotopography coated with collagen (Ti Nano/Col). The osteogenesis was evaluated using the following parameters: cell viability; expression of bone sialoprotein protein (BSP) and osteopontin (OPN); Alkaline phosphatase (ALP) activity; gene expression of ALP, type I collagen (COL), osteocalcin (OC), OPN, osterix (OSX) and runt-related transcription factor 2 (RUNX-2); and the formation of mineralized extracellular matrix. Data were compared by analysis of variance (ANOVA) followed by Student-Newman-Keuls post-test and the significance level was set at 5%. At 7 days, cell viability was higher on the Ti Nano/Col compared 13 to other surfaces, among which was not detected statistically significant differences. There was an increase in ALP activity from 7 to 10 days; at 7 days, the activity of ALP was lower in Ti Usi surface compared to Ti Nano and Ti Nano/Col surfaces; and at 10 days the activity of ALP was higher in cells grown on the Ti Nano/Col surface compared to other surfaces. The immunolocalization to both OPN at 3 days and BSP at 7 and 10 days was higher in Ti Nano and Ti Nano/Col surfaces with strong labeling throughout the cytoplasm as well as extracellular deposits. The expression of the osteoblast marker genes was higher on Ti Nano and Ti Nano/Col surfaces compared to Ti Usi and Ti Usi/Col surfaces. The formation of mineralized matrix was higher in Ti Usi/Col and Ti Nano/Col surfaces than in Ti Usi and Ti Nano between which there was no statistically significant difference. These results suggest that the combination of nanotopography with collagen in Ti surfaces stimulates the intermediate events of the in vitro osteogenesis and seems to have potential to promote osseointegration of Ti implants.

Os osteoblastos são células de origem mesenquimal envolvidas na formação óssea. Essas células podem sofrer alterações decorrentes de traumas, intervenções, e infecções. As infecções podem ser minimizadas a partir do uso de antimicrobianos. O poli(L-lactídeo) ou PLLA, é um polímero sintético que se destaca por sua biocompatibilidade e absorção, o qual pode ser utilizado como um liberador farmacológico local, como alternativa à terapêutica antimicrobiana sistêmica. Esse polímero também é empregado como matriz de suporte celular na engenharia de tecidos ósseos, por auxiliar na reparação e regeneração. A incorporação de partículas nesse polímero pode gerar reações adversas, portanto, devemos nos certificar que o dispositivo polimérico incorporado com antimicrobianos não seja citotóxico. Proposição: Analisar a estrutura e a citotoxidade em osteoblastos de dispositivos poliméricos de PLLA incorporados com antimicrobianos, sendo eles: Amoxicilina ou Azitromicina ou Clindamicina ou Metronidazol para uso local. Metodologia: Foram confeccionados 270 dispositivos poliméricos com 6mm de diâmetro composto de PLLA com a incorporação de antimicrobianos a 20%, Amoxicilina (AM) ou Azitromicina (AZ) ou Clindamicina (CL) ou Metronidazol (ME) sendo confeccionados através de dois métodos: eletrofiação (malhas) ou deposição (filmes). Posteriormente, foi realizado o teste de citotoxicidade direta MTT nesses dispositivos com a cultura de osteoblastos em 24, 48 e 72h de experimento. Para análise da estrutura do dispositivo, foram feitas análises macroscópicas através de fotografias digitais e microscópicas com Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV). Resultados: A reação de citotoxidade mostrou que malhas e filmes incorporados à antimicrobianos são compatíveis com a cultura de osteoblastos, não apresentando citotoxicidade em nenhum momento do estudo (p<0.05). Na fotografia pudemos observar que os dispositivos apresentam coloração semelhante em relação às malhas e coloração diferenciada para filmes dependendo do tipo de antimicrobiano incorporado. No MEV, através da análise dos dispositivos pudemos notar que houve diferença no aspecto das superfícies dos filmes, sendo que os filmes de AM apresentaram aspecto irregular e poroso, enquanto AZ aparece liso com alguns grânulos, os de CL e ME possui superfícies ásperas e os de PLLA apresentaram superfície lisa. Quanto às malhas, notamos que todas as amostras apresentaram microfibras e poros que imitam a matriz extracelular, diferenciando-se apenas na espessura das fibras. Houve a presença de osteoblastos em todos os filmes confeccionados, mas os filmes de AM não induziram a proliferação, aparecendo apenas células isoladas. Enquanto nas malhas só foram observados osteoblastos em malhas de AM, ME e PLLA. Conclusão: Os dispositivos poliméricos confeccionados com PLLA incorporados com antimicrobianos podem ser usados na reparação e regeneração óssea uma vez que não apresentaram citotoxicidade em osteoblastos. / Osteoblasts are mesenquima originated cells, which are involved in the bone formation. These cells may suffer alterations due to traumas, interventions and infeccions. The infections can be minimized by the handling of antimicrobials. Poly (L-lactide) or PLLA is a synthetic polymer known for its biocompatibility and absorption, which can be used as a local pharmacological releaser, as an alternative to the systemic antimicrobial therapy. This polymer also can be frequently used as a supporting structure to cellular matrix in the bone tissue engineering as it can be used for support in repair and regeneration. The particle incorporation in this polymer can create side effects, therefore, we need to certificate that the polymeric device incorporated with antimicrobials are not cytotoxic. Proposition: Analyse the structure and cytotoxicity in osteoblasts of PLLA polymeric devices associated with antimicrobials, being them: Amoxicillin, Azithromycin, Clindamycin and Metronidazole. Methods: For this study 270 polymerical devices were manufactured with 6mm diameter of PLLA with a 20% antimicrobials incorporation of Amoxicillin (AM), Azithromycin (AZ), Clindamycin (CL) and Metronidazole (ME) that have been produced through two methods: eletrospinning (mesh) or casting (film). Afterwards a MTT cytotoxicity test was made over the periods of 24, 48 and 72 hours of experiment. To make a structural analysis of the device a macroscopic analysis was performed through photographs and microscopic imaging with scanning electron microscope (SEM). Results: The cytotoxicity reaction exhibited that meshes and films incorporated with antimicrobials are comparable with the osteoblasts culture, indicating that there was no cytotoxicity in any moment (p < 0.05). In the phothograph we could observe that the devices showed a similar coloration among the meshes and different coloration for the films depending on the incorporated antimicrobial. The SEM analysis displayed a difference in the surface appearance of the films. The AM films displayed an irregular and porous appearance, meanwhile, AZ looked smooth with few grains, the CL and ME have rough surfaces and PLLA presents smooth surfaces. As for the meshes, we noticed that all the samples had microfibers and pores that mimic the extracellular matrix, differing only in the thickness of the fibers. Osteoblasts were present in all films but AM did not induce proliferation, with only isolated cells emerging. In meshes osteoblasts were only found in AM, ME and PLLA. Conclusion: Polymeric devices made with PLLA incorporated with antimicrobials can be used in bone repair and regeneration given that they did not offer cytotoxicity for osteoblasts.

Orientador: Eliana Aparecida de Rezende Duek / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T20:14:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Messias_AndreDutra_M.pdf: 3979732 bytes, checksum: a037cfe8915578970a94fa33568fbd91 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Polímeros a base de ácido láctico são largamente investigados como materiais para a engenharia tecidual. A capacidade de sofrer degradação hidrolítica, de ser reabsorvido pelo organismo e sua biocompatibilidade inerente, tornam-nos uma excelente escolha para tal aplicação. Entretanto, características como baixa flexibilidade e pequena capacidade de alongamento antes da fratura, tendem a limitar esses dispositivos em determinadas aplicações, o que pode ser melhorado com a adição de compostos que agem como plastificantes, como é o caso do trimetileno carbonato (TMC), quando presente na cadeia polimérica do copolímero de ácido láctico (PLDLA). O objetivo deste trabalho foi sintetizar e caracterizar o terpolímero de L-ácido láctico, D,L-ácido láctico e TMC, e obtenção de arcabouços para avaliação da viabilidade celular e atividade de células osteoblásticas (SaOS-2), em 1, 3, 7, 14 e 21 dias de cultivo, visando aplicação na engenharia tecidual óssea. Dessa forma, sintetizou-se o terpolímero a partir de 20 e 30% de TMC, através da polimerização em massa dos monômeros, como confirmado por RMN de 1H e 13C, utilizando como catalisador o Sn(Oct)2. A análise de GPC mostrou que os terpolímeros sintetizados apresentaram massa molar média (Mw) na ordem de 105 g/mol, característica importante que permite a obtenção de propriedades mecânicas mínimas para uma aplicação estrutural. A investigação térmica do PLDLA-TMC demonstrou uma discreta diminuição da Tg em relação ao PLDLA. Além disso, a degradação do terpolímero em etapa única iniciou-se em torno dos 290 ºC, como visto pelo TGA. O ensaio de MTT mostrou que o arcabouço de PLDLA-TMC permitiu um aumento na viabilidade celular, atingindo valores máximos em 7 dias, e mantendo-se estável até 14 dias de cultivo. Similarmente, a atividade de fosfatase alcalina foi crescente até 7 dias de cultivo, importante indicador da atividade osteoblástica. Esses resultados mostram que é possível produzir com sucesso o terpolímero PLDLA-TMC. Além disso, os arcabouços produzidos apresentaram características importantes considerando a aplicação para engenharia tecidual óssea / Abstract: Lactic acid based polymers are widely investigated as materials for tissue engineering. The ability to allow hydrolytic degradation, to be reabsorbed by the body and its inherent biocompatibility, make them an excellent choice for this application. However, characteristics such as low flexibility and low elongation ability before the fracture tend to limit these devices in particular applications, which can be enhanced with the addition of compounds that act as plasticizers, as the trimethylene carbonate (TMC) when present in the polymer chain of the copolymer of lactic acid (PLDLA). The objective of this work was to synthesize and characterize the terpolymer of L-lactic acid, D,L-lactic acid and TMC, obtain evaluation of scaffolds for cell viability and alkaline phosphatase activity of osteoblastic cells (SaOS-2) in 1, 3, 7, 14 and 21 days of culture, aiming its application in bone tissue engineering. Thus, the terpolymer is synthesized from 20 and 30% of TMC, by bulk polymerization of monomers, confirmed by 1H and 13C RMN. The GPC analysis showed that the copolymers synthesized showed average molar mass (Mw) in the order of 105 g/mol, an important feature that allows the attainment of minimum mechanical properties necessary for structural applications. The thermal investigation of thermal PLDLA-TMC showed a slight decrease of Tg comparing to PLDLA. Furthermore, the one step terpolymer degradation was initiated around 290 ºC, as shown by TGA. The MTT assay showed that the PLDLA-TMC scaffolds enabled an increase in cell viability, reaching a peak in 7 days, and remained stable until 14 days of cultivation. Similarly, the alkaline phosphatase activity was increased up to 7 days of culture, an important indicator of osteoblastic activity. These results show that it was possible to successfully produce a terpolymer from L-lactic acid, D,L-lactic acid and trimethylene carbonate. In addition, the scaffolds exhibited important characteristics considering the application for bone tissue engineering / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

As tiazolidinodionas (TZDs) são sensibilizadores de insulina utilizados no tratamento do diabetes mellitus tipo 2. Contudo, apesar dos efeitos benéficos sobre a glicemia, importantes efeitos adversos incluindo perda óssea e aumento de adiposidade são relatados com o uso clínico das TZDs. Assim, é necessário o desenvolvimento de novos derivados de TZDs com potenciais efeitos benéficos sobre a hiperglicemia e menos efeitos adversos. Neste estudo, investigamos os efeitos de 5 novos derivados de TZDs (LYSO-7, GQ-89, GQ-150, GQ-177 e SF-3) sobre a diferenciação celular de pré-osteoblastos murinos MC3T3-E1, pré-adipócitos murinos 3T3-L1 e pré-adipócitos SGBS de linhagem humana. Seus potenciais efeitos sobre a utilização de glicose, a produção de adipocinas e mediadores pró-inflamatórios também foram avaliados, utilizando linhagens murinas e humanas de adipócitos, e macrófagos THP-1 de linhagem humana. O principal achado de nosso estudo foi que os novos derivados de TZDs estimulam a utilização celular de glicose, porém não alteram o processo de diferenciação celular de pré-osteoblastos e pré-adipócitos, quando comparados com a TZD clássica Rosiglitazona. Conforme esperado, o tratamento com Rosiglitazona na concentração de 5 &#956;M inibiu a osteogênese de pré-osteoblastos murinos MC3T3-E1. No entanto, o tratamento com 2 novos derivados de TZDs (GQ-89 e GQ-177) na mesma concentração não afetou a diferenciação celular, sendo possível observar níveis de mineralização de matriz extracelular similares aos do grupo controle. Além disso, enquanto a GQ-89 estimulou a atividade da fosfatase alcalina, a GQ-177 não modulou sua atividade enzimática e induziu a expressão gênica de osteocalcina. Contudo, ambos inibiram a expressão de Runx2 e colágeno. Por sua vez, quando os efeitos foram avaliados sobre a diferenciação de adipócitos, foi possível observar que ao contrário do efeito pró-adipogênico constatado com a Rosiglitazona na concentração de 1 &#956;M, as TZDs GQ-150, GQ-177, LYSO-7 e SF-3 foram incapazes de induzir o acúmulo lipídico em pré-adipócitos murinos e humanos. Além disso, a GQ-150 inibiu a expressão gênica de C/EBP&#945;, assim como a expressão gênica e os níveis protéicos de CD36, enquanto que a SF-3 estimulou a expressão gênica de C/EBP&#945; e de FABP4 e diminuiu a expressão gênica e os níveis protéicos de CD36, os quais não foram modificados pela LYSO-7 em pré-adipócitos murinos 3T3-L1. No entanto, em pré-adipócitos SGBS de linhagem humana, nenhum efeito sobre os marcadores de fenótipo adipogênico C/EBP&#945; e FABP4 foi observado com os novos derivados de TZDs. Ademais, os novos derivados de TZDs não interferiram na via de sinalização de Wnt, não apresentaram qualquer efeito sobre a expressão de adipocinas (adiponectina, resistina e leptina) e mediadores pró-inflamatórios (IL-6, CCL2/MCP-1, TNF-&#945; e JNK), bem como não ativaram o fator de transcrição PPAR&#947; no ensaio de gene repórter. Por sua vez, a LYSO-7, GQ-150 e SF-3 aumentaram o consumo de glicose em presença de insulina em adipócitos 3T3-L1 e modificaram a atividade de enzimas mitocondriais em adipócitos SGBS e macrófagos THP-1. Entretanto, o efeito sensibilizador de insulina foi confirmado somente com a GQ-177 pelo aumento da captação de glicose e somente a LYSO-7 e a SF-3 foram capazes de inibir o consumo de oxigênio e modificar a taxa de glicólise em macrófagos, sugerindo que também poderiam alterar os níveis de ATP/ADP. Considerando que baixos níveis de ATP estimulam a via de sinalização de AMPK, essa via também foi investigada em nosso estudo. Entretanto, os resultados sobre a ativação de AMPK foram inconclusivos. Desse modo, nossos resultados apontam que os novos derivados de TZDs não atuam como ligantes de PPAR&#947;, apresentam atividade sensibilizadora de insulina in vitro, e que exercem menores efeitos antiosteoblásticos e adipogênicos quando comparados com a Rosiglitazona. Mais estudos são necessários para elucidar os mecanismos responsáveis por esses efeitos, bem como para estabelecer se os novos derivados de TZDs são mais seguros in vivo, com relação ao risco de fraturas ósseas e ganho de massa adiposa. / Thiazolidinediones (TZDs) are insulin sensitizers used in the treatment of type 2 diabetes mellitus. However, despite the beneficial effects on blood glucose, significant adverse effects including bone loss and increased adiposity are reported with the clinical use of TZDs. Thus, it is necessary to develop new derivatives of TZDs with potential beneficial effects on hyperglycemia and fewer adverse effects. In this study, we investigated the effects of 5 new derivatives of TZDs (LYSO-7, GQ-89, GQ-150, GQ-177 e SF-3) on cellular differentiation in murine MC3T3-E1 preosteoblasts, murine 3T3-L1 preadipocytes, and SGBS preadipocytes from human lineage. Potential effects on glucose consumption, adipokines, and pro-inflammatory mediators were also assessed using murine and human strains of adipocytes, and macrophages from human THP-1 lineage. The main finding of this study was that new derivatives of TZDs stimulate glucose consumption, but do not change the cell differentiation process of preosteoblasts and preadipocytes compared to classical TZD Rosiglitazone. As expected, the treatmet with Rosiglitazone, at 5&#956;M, inhibited the osteogenesis in murine MC3T3-E1 preosteoblasts. However, the treatment with 2 new derivatives of TZDs (GQ-89 and GQ-177) at the same concentration did not affect cell differentiation, and levels of mineralization of the extracellular matrix similar to the control group were observed. In addition, whereas the GQ-89 stimulated the activity of alkaline phosphatase, GQ-177 does not modulate its enzymatic activity and induced gene expression of osteocalcin. However, both of them inhibit the expression of Runx2 and collagen. In turn, when the effects were assessed on the adipocyte differentiation, unlike the proadipogenic effect observed with Rosiglitazone at a concentration of 1 &#956;M, the new TZDs GQ-150, GQ-177, LYSO-7 and SF-3 were unable to induce lipid accumulation in human and murine preadipocytes. In addition, GQ-150 inhibited the gene expression of C/EBP&#945; , as well as the gene expression and protein levels of CD36, whereas SF-3 stimulated the gene expression of C/EBP&#945; and FABP4 and decreased gene expression and protein levels of CD36, which was not modified by LYSO-7 on murine 3T3- L1 preadipocytes. However, no effect on markers of adipogenic phenotype C/EBP&#945; and FABP4 has been observed with the novel derivatives of TZDs in human SGBS preadipocytes. Furthermore, the new derivatives of TZDs do not interfere with the Wnt signaling pathway, showed no effect on the adipokines expression (adiponectin, resistin and leptin) and proinflammatory mediators (IL-6, CCL2 / MCP-1, TNF &#945; and JNK) and did not activate the transcription factor PPAR&#947; in the gene reporter assay. In turn, LYSO-7, GQ-150, and SF-3 increased glucose consumption in the presence of insulin in 3T3-L1 adipocytes and modified the activity of mitochondrial enzymes in SGBS adipocytes and THP-1 macrophages. However, the effect on insulin sensitization was confirmed only to GQ-177 that increased glucose uptake and just LYSO-7 and SF-3 were able to inhibit oxygen consumption and modify the rate of glycolysis in macrophages, suggesting that they could also alter the levels of ATP/ADP. Since low levels of ATP could stimulate AMPK pathway, this signaling pathway was also investigated in our study. However, the results on the AMPK activation were inconclusive. Thus, our results demonstrate that the new derivatives of TZDs do not act as PPAR&#947; ligands, present insulin sensitizing activity in vitro, and display minor antiosteoblastic and adipogenic effects when compared to Rosiglitazone. More studies are needed to elucidate the exact mechanisms responsible for these effects, as well as to establish whether the safety of the new TZDs with respect to the risk of bone fractures and body mass gain using in vivo models.

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / El rápido desarrollo del campo de la ingeniería de tejidos apunta a reemplazar o facilitar la regeneración del tejido dañado, a través de la aplicación de materiales combinados, células y moléculas bioactivas. La alternativa son matrices de polímeros tridimensionales, dentro de los cuales las células son cultivadas. Estas matrices de polímeros, con estructura porosa, han demostrado mejorar la regeneración ósea a través de la creación y mantenimiento de canales que facilitan la migración, proliferación y diferenciación de las células progenitoras. Estas células transplantadas secretan matriz extracelular y factores necesarios para el crecimiento del tejido óseo, mientras que la matriz polimérica se va degradando gradualmente. La estructura porosa tridimensional de estos polímeros permite maximizar la difusión de los productos celulares y el desarrollo vascular dentro de la estructura implantada. El polímero es completamente reabsorbido en un tiempo determinado, permitiendo la nueva formación de tejido. Un tipo de sustituto óseo es el compósito que corresponde a la unión de dos o más sustitutos como por ejemplo: un polímero y una cerámica. Dentro de los polímeros naturales está el quitosano, cuyo precurson es la quitina, uno de los polímeros naturales más abundantes, que mejora la función del sistema inmune en animales, acelera la cicatrización y ha sido usado como material biocompatible y absorbible. Y dentro de las cerámicas está la hidroxiapatita, el mayor constituyente inorgánico del tejido óseo, que tiene buenas propiedades mecánicas y biocompatibilidad cuando es utilizada como material para implantes en dientes y hueso. No basta solo con un compósito para una regeneración ósea adecuada, la presencia de factores de crecimiento puede estimular a las células residentes como también a las células transplantadas. Entre los factores de crecimiento, se encuentra el factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF) que es un potente mitogénico y quimiotáctico celular, este factor de crecimiento puede ser liberado localmente a través del uso de diferentes vehículos poliméricos que promueven un método controlado de liberación en un tiempo adecuado. Por lo tanto, es razonable proponer el uso de un compósito compuesto por quitosano e hidroxiapatita en una disposición multilaminar similar al tejido óseo, usando el factor de crecimiento derivado de plaquetas para aumentar la proliferación y diferenciación celular. En esta memoria de título se evaluó el efecto de la liberación controlada del factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF-BB) desde un compósito de quitosano-hidroxiapatita multilaminar; y su efecto en la viabilidad, proliferación y diferenciación de los osteoblastos en cultivo. Para esto, se utilizo un kit ELISA con anticuerpos específicos para el factor de crecimiento PDGF-BB, también se uso el método MTT, prueba que cuantifica las células metabólicamente activas dentro del compósito. Como prueba de diferenciación se analizó la actividad de fosfatasa alcalina usando p-nitrofenilfosfato como sustrato, se analizó también la cantidad de calcio depositado con espectrofotometría de absorción atómica. Como pruebas cualitativas se realizó examen histológico de barrido. Los resultados mostraron que la liberación del factor de crecimiento PDGF-BB desde el compósito de quitosano-hidroxiapatita multilaminar al medio de cultivo, fue mayor los primeros días de cultivo disminuyendo paulatinamente hasta los últimos días del ensayo. La cantidad total acumulada liberada fue del 10% de la cantidad colocada inicialmente en el compósito, aún así ésta produjo su efecto aumentando la proliferación y diferenciación celular. Se observo un aumento en la proliferación osteoblástica bajo el efecto del factor de crecimiento PDGF-BB, mediante el uso de un método efectivo que midió la viabilidad y cantidad de osteoblastos dentro del compósito, demostrándose el efecto estimulador del factor de crecimiento incorporado al compósito. Claramente hubo un mayor depósito de calcio en los compósitos con factor de crecimiento, siendo una prueba indicativa de diferenciación celular. No se observó una diferencia significativa en la actividad de fosfatasa alcalina, debido posiblemente a las cantidades muy pequeñas de esta enzima en las muestras.se puede concluir que este compósito de quitosano-hidroxiapatita multilaminar enriquecido con el factor de crecimiento PDGF-BB y sembrado de células osteoblásticas, podría ser usado como implante para estimular la regeneración ósea / FONDECYT 1080185, FONDAP 11980002

Em virtude do uso indiscriminado de antimicrobianos, a resistência de microrganismos patogênicos à diversas drogas tem aumentado nos últimos anos. Essa situação tem forçado pesquisadores a procurarem por novas drogas, tais como os medicamentos fitoterápicos que são preparações farmacêuticas (extratos, tinturas, pomadas e cápsulas) de ervas medicinais, utilizadas para o tratamento de inúmeras doenças. Uma das espécies brasileiras do cerrado que tem despertado o interesse de várias áreas é a aroeira (Myracrodruon urundeuva), por apresentar ação antiinflamatória, antiproliferativa, antioxidante e antimicrobiana. Dessa maneira o objetivo deste trabalho foi de avaliar o efeito do extrato hidroalcoólico de aroeira na viabilidade celular dos osteoblastos humanos e analisar a influência do extrato hidroalcoólico de aroeira na expressão de metaloproteinase de matriz 2 (MMP-2) e anquilose progressiva humana (ANKH). Nesse estudo foram utilizados osteoblastos humanos cultivados em Meio de Eagle modificado por Dulbecco (DMEM) adicionado de 10% de soro fetal bovino (SFB). Após atingirem a subconfluência as células foram plaqueadas e tratadas com diferentes concentrações do extrato hidroalcoólico de aroeira (Extrato Bruto; 1:10; 1:100; 1:1.000; 1:10.000). Após 24, 48, 72, 96 horas foi realizada a análise da viabilidade celular por meio da redução do MTT (brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-yl)-2,5- difeniltetrazólio), captação do vermelho neutro e cristal violeta. Também foi feita a redução do MTT após 7, 14, 21 e 28 dias de tratamento com o extrato, para verificar se as células permaneciam viáveis nesses períodos. A análise da expressão gênica de MMP-2 e ANKH foi realizada pelo RT-PCR em tempo real nos períodos de 24, 48, 72 horas, 7, 14, 21 e 28 dias. Os ensaio de viabilidade celular (redução do MTT, captação do vermelho e cristal violeta) mostraram que houve o aumento da viabilidade celular nos grupos tratados com o extrato a 1:10.000; e a diminuição da viabilidade dos osteoblastos humanos nos grupos com extrato bruto e com 1:10. Com relação à expressão de MMP-2 e ANKH, os resultados mostraram que o extrato promoveu uma modulação da expressão desses genes no decorrer dos períodos em comparação com o grupo controle. De um modo geral o extrato, em maiores concentrações (1:100), inibiu a expressão de MMP-2 e aumentou a expressão de ANKH. Tendo em vista os resultados obtidos concluímos que o extrato hidroalcoólico de aroeira em altas concentrações promove redução e/ou morte celular dos osteoblastos humanos e ainda modulam a expressão de MMP-2 e ANKH. / Due to the indiscriminate use of antimicrobial, the resistance of pathogenic microorganisms to various drugs has increased in recent years. This situation has forced researchers to search for new drugs, such as herbal medicines that are pharmaceutical preparations (extracts, tinctures, ointments and capsules) medicinal herb, used for the treatment of numerous diseases. One species of the Brazil that has aroused interest in many areas is the aroeira (Myracrodruon urundeuva) because of its anti-inflammatory, antiproliferative, antioxidant and antimicrobial. Thus the aim of this work was to evaluate the effect of hydroalcoholic extract of aroeira on cell viability of human osteoblasts and to analyze extract on the expression of matrix metalloproteinase 2 (MMP-2) and human progressive ankylosis (ANKH) . In this study, we used human osteoblasts cultured in Eagle\'s medium modified by Dulbecco (DMEM) supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS). After reaching subconfluence cells were plated and treated with different concentrations of the aroeira extract hydroalcoholic (brute extract , 1:10, 1:100, 1:1.000, 1:10:000). After 24, 48, 72 and 96 hours analysis was performed of cell viability by the reduction of MTT (3 - (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5 - diphenyltetrazolium bromide) uptake of neutral red and crystal violet. It was also made MTT reduction after 7, 14, 21 and 28 days of treatment with the extract, to check if the cells remained viable during these periods. The analysis of the gene expression of MMP-2 and ANKH was performed by Real Time RT-PCR in periods of 24, 48 hours, 72 hours, 7, 14, 21 and 28 days. The cell viability assay (MTT reduction, uptake of neutral red and crystal violet) showed that there was a tendency of increased cell viability in the groups treated with the extract 1:10.000, and decreased viability of human osteoblast cells in groups with brute extract and 1:10. With respect to expression of MMP-2 and ANKH, the results showed that the extract promoted a modulation of expression of these genes during the periods, compared to the control group. Generally extract at higher concentrations (1:100) both inhibited the expression of MMP-2 and increased rhe expression of ANKH. Given the results we conclude that the hydroalcoholic extract of aroeira in high concentrations causes a reduction and / or cell death of human osteoblasts and also modulate the expressio of MMP-2 and ANKH.

Em virtude do uso indiscriminado de antimicrobianos, a resistência de microrganismos patogênicos à diversas drogas tem aumentado nos últimos anos. Essa situação tem forçado pesquisadores a procurarem por novas drogas, tais como os medicamentos fitoterápicos que são preparações farmacêuticas (extratos, tinturas, pomadas e cápsulas) de ervas medicinais, utilizadas para o tratamento de inúmeras doenças. Uma das espécies brasileiras do cerrado que tem despertado o interesse de várias áreas é a aroeira (Myracrodruon urundeuva), por apresentar ação antiinflamatória, antiproliferativa, antioxidante e antimicrobiana. Dessa maneira o objetivo deste trabalho foi de avaliar o efeito do extrato hidroalcoólico de aroeira na viabilidade celular dos osteoblastos humanos e analisar a influência do extrato hidroalcoólico de aroeira na expressão de metaloproteinase de matriz 2 (MMP-2) e anquilose progressiva humana (ANKH). Nesse estudo foram utilizados osteoblastos humanos cultivados em Meio de Eagle modificado por Dulbecco (DMEM) adicionado de 10% de soro fetal bovino (SFB). Após atingirem a subconfluência as células foram plaqueadas e tratadas com diferentes concentrações do extrato hidroalcoólico de aroeira (Extrato Bruto; 1:10; 1:100; 1:1.000; 1:10.000). Após 24, 48, 72, 96 horas foi realizada a análise da viabilidade celular por meio da redução do MTT (brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-yl)-2,5- difeniltetrazólio), captação do vermelho neutro e cristal violeta. Também foi feita a redução do MTT após 7, 14, 21 e 28 dias de tratamento com o extrato, para verificar se as células permaneciam viáveis nesses períodos. A análise da expressão gênica de MMP-2 e ANKH foi realizada pelo RT-PCR em tempo real nos períodos de 24, 48, 72 horas, 7, 14, 21 e 28 dias. Os ensaio de viabilidade celular (redução do MTT, captação do vermelho e cristal violeta) mostraram que houve o aumento da viabilidade celular nos grupos tratados com o extrato a 1:10.000; e a diminuição da viabilidade dos osteoblastos humanos nos grupos com extrato bruto e com 1:10. Com relação à expressão de MMP-2 e ANKH, os resultados mostraram que o extrato promoveu uma modulação da expressão desses genes no decorrer dos períodos em comparação com o grupo controle. De um modo geral o extrato, em maiores concentrações (1:100), inibiu a expressão de MMP-2 e aumentou a expressão de ANKH. Tendo em vista os resultados obtidos concluímos que o extrato hidroalcoólico de aroeira em altas concentrações promove redução e/ou morte celular dos osteoblastos humanos e ainda modulam a expressão de MMP-2 e ANKH. / Due to the indiscriminate use of antimicrobial, the resistance of pathogenic microorganisms to various drugs has increased in recent years. This situation has forced researchers to search for new drugs, such as herbal medicines that are pharmaceutical preparations (extracts, tinctures, ointments and capsules) medicinal herb, used for the treatment of numerous diseases. One species of the Brazil that has aroused interest in many areas is the aroeira (Myracrodruon urundeuva) because of its anti-inflammatory, antiproliferative, antioxidant and antimicrobial. Thus the aim of this work was to evaluate the effect of hydroalcoholic extract of aroeira on cell viability of human osteoblasts and to analyze extract on the expression of matrix metalloproteinase 2 (MMP-2) and human progressive ankylosis (ANKH) . In this study, we used human osteoblasts cultured in Eagle\'s medium modified by Dulbecco (DMEM) supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS). After reaching subconfluence cells were plated and treated with different concentrations of the aroeira extract hydroalcoholic (brute extract , 1:10, 1:100, 1:1.000, 1:10:000). After 24, 48, 72 and 96 hours analysis was performed of cell viability by the reduction of MTT (3 - (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5 - diphenyltetrazolium bromide) uptake of neutral red and crystal violet. It was also made MTT reduction after 7, 14, 21 and 28 days of treatment with the extract, to check if the cells remained viable during these periods. The analysis of the gene expression of MMP-2 and ANKH was performed by Real Time RT-PCR in periods of 24, 48 hours, 72 hours, 7, 14, 21 and 28 days. The cell viability assay (MTT reduction, uptake of neutral red and crystal violet) showed that there was a tendency of increased cell viability in the groups treated with the extract 1:10.000, and decreased viability of human osteoblast cells in groups with brute extract and 1:10. With respect to expression of MMP-2 and ANKH, the results showed that the extract promoted a modulation of expression of these genes during the periods, compared to the control group. Generally extract at higher concentrations (1:100) both inhibited the expression of MMP-2 and increased rhe expression of ANKH. Given the results we conclude that the hydroalcoholic extract of aroeira in high concentrations causes a reduction and / or cell death of human osteoblasts and also modulate the expressio of MMP-2 and ANKH.

O objetivo desse estudo foi avaliar a citotoxicidade do alendronato de sódio (ALN), em diferentes concentrações, sobre osteoblastos em cultura celular. Foi utilizado para o experimento meio sem droga (controle) e meio contendo a droga em diferentes concentrações a saber: 0,5; 1; 5; 10; 20 e 40 mg/ml. Para o estudo foi utilizado uma linhagem de osteoblastos de rato (Osteo-1). A viabilidade celular foi inferida a partir da análise da atividade mitocondrial das células através do método da redução do MTT nos tempos experimentais de 0, 24, 48 e 72 horas. Após análise estatística (teste de Mann-Whitney, p<0,05), os resultados mostraram que, com exceção da concentração de 40mg/ml, todos os grupos apresentaram células viáveis, embora todas as concentrações de ALN tenham reduzido a atividade mitocondrial em mais de 50% em relação ao grupo controle, sugerindo que o ALN nessas concentrações estudadas foi citotóxico para os osteoblastos. / The aim of this study was to analyze the cytotoxicity of a bisphosphonate (sodium alendronate) on rat osteoblasts. The experimental groups were GI (control) no sodium alendronate, and GII, GIII, GIV, GV, GVI, and GVII with sodium alendronate at the concentrations of 0.5, 1, 5, 10, 20, and 40mg/ml, respectively. The cell viability was evaluated by MTT assay in experimental times 0, 24, 48, and 72 h. Data were statistically analyzed. Cultures treated with sodium alendronate showed cell viability percentages significantly lower (p < 0.05) than those of the control groups. In GVII, no viable cell was observed in all experimental times. It could be concluded that sodium alendronate, on direct contact with rat osteoblasts, is cytotoxic in all concentrations studied.

A fotobioestimulação por laser e LED é uma tendência terapêutica inovadora e não invasiva. Os efeitos fotofísicos e fotoquímicos dessa terapia geram imunomodulação, aceleram a cicatrização e angiogênese, bem como reduzem a dor. Dessa forma tem se buscado o emprego desses estímulos no tecido ósseo, porém ainda inexistem padrões definidos para obter a melhor fotobioestimulação nas células ósseas. O objetivo desse trabalho foi avaliar a capacidade da fotobioestimulação na viabilidade celular e mineralização de células da granulação óssea de ratos (rGO). Células rGO na 6ª passagem foram plaqueadas em placas de 96 poços para os ensaios de viabilidade celular (1x10³) e em placas de 24 poços para os ensaios de cicatrização de feridas in vitro (1x104), mineralização e atividade da fosfatase alcalina (FALC) (4x104). As células receberam DMEM (10% SFB) e irradiações com laser (AlGaAs- 660nm e AlGaInP-810nm) e LED (637±15nm). Os grupos experimentais foram: laser vermelho (3 e 5 J/cm²), laser infravermelho (3 e 5 J/cm²) e LED (3 e 5s), além dos grupos controles, positivo (C+) e negativo (C-, 1%SFB). Para os ensaios de mineralização e atividade de fosfatase alcalina, além do meio convencional, grupos com meio osteogênico e os mesmos tratamentos luminosos foram acrescentados. A viabilidade celular foi avaliada pelos testes do MTT e cristal violeta nos períodos de 24, 48, 72 e 96h. O ensaio de cicatrização de feridas in vitro foi avaliado por meio da porcentagem da área de fechamento da ferida nos períodos de 12, 24, 36, 48h. O teste de mineralização foi feito por meio do teste com vermelho de alizarina nos períodos de 14, 21 e 28 dias enquanto que a atividade da FALC foi medida em 7, 14 e 21 dias. A análise estatística foi realizada através dos testes ANOVA complementados por Tukey (p<0,05). Os resultados mostraram que as terapias com luz de maneira geral aumentaram a viabilidade o fechamento da ferida in vitro, principalmente os grupos laser vermelho e LED5s (p<0,05). Pode-se observar um bom desempenho do grupo LED5s no ensaio de mineralização, onde nos grupos que receberam meio osteogênico houve um efeito somatório com a ação da fotobioestimulação promovendo maior produção de nódulos in vitro. Também, as terapias com luz, estimularam a produção de nódulos mineralizados nos grupos que receberam meio convencional de forma a superar o C+ osteogênico (p<0,05), denotando uma ação de indução osteogênica a partir da fotobioestimulação. A fosfatase alcalina foi estimulada pelos tratamentos com luz no período de 7 dias (p<0,05). Em conclusão, as terapias com laser e LED foram capazes de estimular a viabilidade e migração celular e eventos de mineralização em osteoblastos, sendo que o laser vermelho e LED promoveram os melhores resultados. / Photobiomodulation by laser and LED is a new therapeutic non-invasive trend. Photophysical and photochemical effects occur in immunomodulation, acceleration of wound healing and angiogenesis and reduction of pain. These effects are desired in bone tissue but there are no defined parameters for light irradiation and no consensus for the best effect on osseous cells. The aim of this study was to evaluate photobiomodulation effects on cell viability and mineralization events of rat osseous granulation cells (rGO). Cells in 6th passage were plated in 96-well plates for viability tests (1x10³ cells), and 24-well plates for in vitro wound healing test (1x104 cells), mineralization and alkaline phosphatases (AF) activity (4x104 cells). Cells were cultured in DMEM (10% bovine fetal serum) and irradiation with lasers (AlGaAs-660nm e AlGaInP-810nm) and LED (637±15nm). Experimental groups were red laser (3 and 5 J/cm²), infrared laser (3 and 5 J/cm²), LED (3 and 5s), positive(C+) and negative controls (C-, 1% bovine fetal serum). For mineralization and AF assays, other groups with osteogenic medium and same light treatments were added. Cell viability was evaluated by MTT and crystal violet tests at 24, 48, 72 and 96h. In vitro wound healing test evaluated the percentage of wound closure area by cells migration at 12, 24, 36, 48h. Mineralization test was done by alizarin red at 14, 21 and 28 days. AF activity was measured at 7, 14 and 21 days. Statistical analysis was performed by ANOVA complemented by Tukeys test (p<0,05). Results showed that light therapies in general increased viability and wound healing closure, mostly red laser and LED5s (p<0,05). Best results in mineralization stimulation were observed for LED5s. In groups with osteogenic medium, a synergistic effect of photobiomodulation resulted in higher numbers of mineral nodules. Light groups stimulated higher mineral nodule formation than positive control (p>0.05) even in groups with regular medium, showing an osteogenic induction by light. Increased AF activity was observed at 7 days in light treatment groups (p<0,05). In conclusion, laser and LED photobiostimulation increased viability, cell migration and mineralization events in osteoblasts with best results for red laser and LED.