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Hormônio do crescimento no processo de osseointegração de implantes de titânio: estudo experimental e revisão de literatura / Growth hormone on the osseointegration process of titanium implants: an experimental study and review of literature

Abreu, Marcelo Emir Requia January 2011 (has links)
Made available in DSpace on 2011-12-27T14:14:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 000435511-0.pdf: 4163986 bytes, checksum: 37629882e85d83ed66d26ed9bed14b82 (MD5) license.txt: 581 bytes, checksum: 44ea52f0b7567232681c6e3d72285adc (MD5) / In order to accelerate and improve the quality of the osseointegration process has recently been given emphasis to growth factors. Thus, this thesis was aimed to evaluate the use of growth hormone (GH) on osseointegration of titanium implants. This thesis is composed of two papers, the first chapter is a review of literature on the use of growth factors, and, in particular GH in the process of bone repair. The second chapter is an experimental study to evaluate the topical use of rhGH in the osseointegration of nanotexturized titanium implants inserted in the tibia of rabbits. We used 14 animals randomly divided into rhGH-treated group and control group. In the rhGH-treated group was administered 1 IU of rhGH in surgical defect immediately before the placement of each implant. In the control group was not used rhGH. Each animal received two implants in the left tibia. The animals were sacrificed at 14 and 42 days after surgery. The peri-implant regions were avaluated by transmission and reflection on optical microscopy (OM), to pull out biomechanical testing of implants and scanning electron microscopy (SEM). In all analyzes the rhGH-treated groups showed better performance than the control groups, especially at 14 days. MO at 14 days in the rhGH-treated group have histological characteristics of proliferative repair phase with new bone formation and also marked cortical reaction from the endosteum and periosteum and at 42 days, the bone tissue has a lamellar appearance.The control group at 14 days also has characteristics of the inflammatory and moderate proliferative new bone formation, and with 42 days the new bone does not have lamellar characteristics. In the pull-out testing of the rhGH-treated group showed tension of 59. 26N/cm2 and 29. 69 N/cm2 at 14 and 42 days respectively. The control group showed tension of 33. 88 N/cm2 and 25. 99 N/cm2 respectively. The implants analyzed in the SEM showed in the rhGH-treated group at 14 days greater amount of bone attached, but at 42 days there were no differences between groups. The findings in this experiment corroborate the literature, which observed that rhGH increases the speed and amount of newly peri-implanted bone, especially in the early stages of bone repair. Thus, this thesis concludes that topical application of rhGH in the region peri-implant area induces new bone formation. / Com o intuito de acelerar e melhorar a qualidade do processo de osseointegração, recentemente tem sido dado ênfase aos fatores de crescimento. Logo, foi objetivo dessa Tese avaliar o emprego do hormônio do crescimento (GH) na osseointegração de implantes de titânio. Esse trabalho é composto de dois artigos, o primeiro artigo é uma revisão de literatura sobre o emprego dos fatores de crescimento, e, em especial o GH, no processo de reparo do tecido ósseo. O segundo artigo é um estudo experimental no qual se avaliou o uso tópico do rhGH no processo de osseointegração de implantes de titânio nanotexturizados inseridos na tíbia de coelhos. Foram utilizados 14 animais divididos aleatoriamente em grupo teste e controle. No grupo teste foi aplicado 1 IU de rhGH no defeito cirúrgico imediatamente antes da colocação de cada implante. No grupo controle não foi aplicado o rhGH. Cada animal recebeu 2 implantes na tíbia esquerda. Os animais foram sacrificados em 14 e 42 dias depois da cirurgia. As regiões periimplantares foram submetidas à microscopia óptica (MO) de transmissão e de reflexão, e os implantes ao ensaio biomecânico de pull out e a microscopia eletrônica de varredura (MEV). Em todas as análises realizadas o grupo teste apresentou desempenho superior ao controle, principalmente aos 14 dias. Na MO aos 14 dias o grupo teste possuía características histológicas da fase proliferativa do reparo com acentuada neoformação óssea e também a formação de uma espécie de calo ósseo sobre a cortical óssea externa, e aos 42 dias o tecido ósseo possuía aspecto lamelar.O grupo controle aos 14 dias possuía ainda características da fase inflamatória e proliferativa com moderada neoformação óssea, e aos 42 dias o tecido ósseo neoformado ainda não possuía características lamelares. No ensaio de pull-out o grupo teste apresentou tensão de 59,26 N/cm2 e 29,69 N/cm2 aos 14 e 42 dias respectivamente, enquanto o grupo controle apresentou tensão de 33,88 N/cm2 e 25,99 N/cm2 aos 14 e 42 dias, respectivamente. Os implantes analisados no MEV demonstraram no grupo teste aos 14 dias maior quantidade de tecido ósseo aderido, porém aos 42 dias não se observaram diferenças entre os grupos. Os achados no experimento corroboram com a literatura, em que se observa que o rhGH aumenta a velocidade e quantidade de osso periimplantar neoformado, principalmente em estágios iniciais do reparo ósseo. Com base na revisão de literatura pesquisada e com os resultados do presente experimento, conclue-se que a aplicação tópica de rhGH na região periimplantar acelera o processo de neoformação óssea.
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Influência do laser de baixa potência (GaAIAs - λ830nm) na formação óssea em implantes lisos e texturizados: uma análise histomorfométrica

Torres, Marco Antônio Rambo Osório January 2007 (has links)
Made available in DSpace on 2011-12-27T14:14:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 000399356-0.pdf: 4105847 bytes, checksum: 0c59a09fa1073f779a885d9635fec74e (MD5) license.txt: 581 bytes, checksum: 44ea52f0b7567232681c6e3d72285adc (MD5) / This research in vivo blind-controlled was to investigate post mortem, through the histomorphometrical analysis, the influence of the low power laser in bone formation on machined and roughened titanium dental implants inserted in rabbits tibia-bones. The animals were subjected or not to the GaAlAs irradiation laser device, with a length of wave of 830nm, in a continuous form during 10 seconds, with a power output of 100mW. A total of six white New Zealand rabbits were equally and randomly divided into two groups, irradiated and controlled groups, where four implants were placed in each animal. Two machined were implanted in the right tibia and two roughened in the left tibia. The experimental group received irradiation through the skin in three points around the implants, during 15 days, every 48 hours. The first application was performed in the same day of the surgery, with a total of eight days of irradiation and total dose of 24J/cm2 in each tibia (3 points x 1J x 8 applications = 24J). The control group were submitted to the same routine of the irradiated animals, however with the laser equipment turned off. After 30 days all animals suffered euthanasia, and histological sections were obtained. The sections were then stained with toluidine blue. Each section was reduced to a final thickness of about 10 to 19μm. The bone-to-implant contact measurements in percentage were performed by using two central sections from each sample, blinded form, were photomicrographed on optical microscope connected to an image analyzer digital program. The averages obtained from the two sections of each implant right after the blinding belittled were compared in general form between laser and control groups and among the four sub-groups were performed by using Student’s t-test. There was no statistically significant difference (p> 0,05) in the percentage of bone-to-implant contact between the laser (77,048 % ± 10,173) and control groups (69,516 % ± 19,284) in a general form, not even between the sub-groups roughened with laser (81,530 % ± 10,155), roughened control (72,190 % ± 16,778), machined with laser (72,565 % ± 8,737) and machined control (66,842 % ± 22,791). In the present research, results suggest that the low power laser, with the irradiated protocol, did not significantly contribute for increasing the percentage of bone-to-implant contact. Nevertheless, new formed bone undergone to the with GaAlAs irradiation laser device during the period of osseointegration, it seems to present a bigger vasculature and lamellar organization compared to the control group, suggesting bone maturation improvement. However, further research is necessary to better explain the biological mechanisms of low power laser action on the mediation of necessary process for titanium implants osseintegration as well as dosimetric parameters for getting bone biostimulation. / Este trabalho in vivo controlado e com cegamento avaliou post mortem, através da análise histomorfométrica, a influência do laser de baixa potência na formação óssea em implantes lisos e texturizados inseridos em tíbias de coelhos, submetidos ou não à irradiação com laser de GaAlAs com comprimento de onda de 830nm, de forma contínua por 10 segundos, com potência de 100mW. Para tanto foram utilizados seis coelhos da raça Nova Zelândia, distribuídos igualmente de forma aleatória em grupo irradiado e grupo controle, onde cada coelho recebeu quatro implantes, sendo dois lisos na tíbia direita e dois texturizados na tíbia esquerda. Os animais do grupo experimental receberam irradiação transcutaneamente em três pontos ao redor dos implantes, durante 15 dias a cada 48 horas, sendo a primeira aplicação no dia da cirurgia, com total de oito dias de irradiação e dose total de 24J/cm2 em cada tíbia (3 pontos x 1J x 8 aplicações = 24J).Os animais do grupo controle foram submetidos à mesma rotina dos animais irradiados, porém com equipamento laser desligado. Após 30 dias todos os animais sofreram eutanásia para obtenção de lâminas histológicas coradas com azul de toluidina a partir de cortes das tíbias com os implantes inseridos numa espessura final de 10 a 19μm. Para avaliação do percentual de contato osso-implante os dois cortes mais centrais de cada amostra, de forma cegada, foram fotomicrografados em microscópio óptico e analisados através de um programa digital de processamento de imagens. As médias obtidas a partir dos dois cortes de cada implante, após desfeito o cegamento, foram comparadas de forma geral e dentro dos grupos utilizando-se o teste t-student. Não houve diferença estatisticamente significativa (p>0,05) no percentual de contato osso-implante entre os grupos laser (77,048% ± 10,173) e controle (69,516% ± 19,284) de forma geral, nem entre os subgrupos texturizado com laser (81,530% ± 10,155), texturizado controle (72,190% ± 16,778), liso com laser (72,565% ± 8,737) e liso controle (66,842% ± 22,791).Estes resultados sugerem que o laser de baixa potência, com o protocolo de irradiação utilizado neste modelo animal, não contribuiu significativamente para o aumento do percentual de contato osso-implante. Não obstante, o osso novo formado submetido à irradiação com laser de GaAlAs durante o período de ossoeintegração, parece apresentar uma maior vascularização e organização lamelar que o grupo controle, sugerindo uma maior maturação. Porém, são necessárias novas pesquisas de modo a preencher as lacunas ainda existentes quanto ao entendimento dos mecanismos biológicos da ação do laser de baixa potência na mediação dos processos necessários à osseointegração de implantes de titânio, bem como dos parâmetros dosimétricos para obtenção da bioestimulação óssea.
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Produção e caracterização de implantes nanotexturizados de titânio associado a liberação gradual de fármacos

Veleda, Paula Prá January 2012 (has links)
Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000443419-Texto+Completo-0.pdf: 4259691 bytes, checksum: 3fbe554be4dac8a49f70f55d940079dd (MD5) Previous issue date: 2012 / The aim of this study was to assess, in vivo, the effect of two different surface treatments of titanium implants - plasma-spray (PSA) and nano-textured plasma-spray (PSA-nano) - at the bone-to-implant interface (osseointegration), associated or not to the recombinant human growth hormone (rhGH). Twenty-four prototypes of pure titanium implants, 6-mm long and 2-mm wide, were especially fabricated in a cylindrical shape and placed in 12 New Zealand rabbit’s tibiae. The implants were divided into four groups: 1) PSA implants without rhGH, 2) PSA implants with rhGH, 3) PSA-nano implants without rhGH and, lastly, 4) PSA-nano implants with rhGH. The animals were sacrificed 14 and 42 after the surgeries. Samples were collected and analysed by optical microscopy (OM), scanning electronic microscopy (SEM) and infrared microscopy (μ-FTIR), besides the pull-out mechanical test. The results showed that in the early stage of osseointegration, the recombinant human growth hormone has favored new bone formation, regardless the surface treatment. Howev-er, in the later stage, the nano-textured surface, even without the hormone, has made a positive influence on the new bone formation, when compared to its use with hormone. In this stage, only the plasma-spray surface (PSA) has been favored by the growth hormone. / O objetivo deste trabalho foi avaliar, in vivo, o efeito de dois diferentes tratamentos de superfície de implantes de titânio - plasma-spray (PSA) e plasma-spray nanotexturizado (PSA-nano) - na interface osso-implante (osseointegração), associados ou não ao hormônio do crescimento humano recombinante (rhGH). Vinte e quatro protótipos de implantes de titânio puro, medindo 6 mm de comprimento por 2 mm de diâmetro, foram especialmente confeccionados em uma forma cilíndrica e colocados na tíbia de 12 coelhos da raça New Zealand. Os implantes foram divididos em quatro grupos: 1) implantes PSA sem rhGH, 2) implantes PSA com rhGH, 3) implantes PSA-nano sem rhGH e, por último, 4) implantes PSA-nano com rhGH. Os animais foram sacrificados 14 e 42 dias após as cirurgias. As amostras foram coletadas e analisadas por microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de infravermelho (μ-FTIR), além do teste mecânico de pull-out. Os resultados mostraram que no estágio inicial da cicatrização, o hormônio do crescimento recombinante humano favoreceu a neoformação óssea, independente do tipo de superfície. Porém, no estágio tardio, a nanotexturização, sem a presença do hormônio, exerceu uma influência positiva na neoformação óssea, quando comparada ao seu emprego com o hormônio. Neste estágio, apenas a superfície de plasma-spray (PSA) foi favorecida pelo hormônio do crescimento.
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Efeitos in vitro da fotofuncionalização da superfície do titânio usando luz UVC

Pacheco, Viviane Neves January 2017 (has links)
A união estrutural entre o tecido ósseo e a superfície do implante é definida como osseointegração. O sucesso deste processo depende tanto de fatores relacionados à característica física do implante, bem como de fatores sistêmicos e biológicos responsáveis pela formação e manutenção do tecido perimplantar. O processo de osseointegração pode ser comprometido por inúmeros fatores de risco: fumo, baixa qualidade e quantidade de tecido ósseo e morbidades sistêmicas, como o diabetes. Contudo, mesmo em condições excelentes, por vezes, não há a formação de tecido ósseo em plenitude ao redor da superfície implantar. A falha na osseointegração pode ocorrer precoce ou tardiamente ocasionando a perda do implante. A fotofuncionalização por irradiação de luz ultravioleta (UV) tem sido reportada recentemente como um método capaz de modificar a superfície do titânio e aumentar sua capacidade osteocondutora. A irradiação com luz ultravioleta (UV) tem sido proposta como método para reverter o processo de envelhecimento do titânio. Contudo a intensidade, tempo de exposição e comprimento de onda que proporcionam os melhores resultados ainda não foram esclarecidos. Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da fotocatálise por luz UVC sobre o envelhecimento do titânio e analisar alterações de estrutura e de capacidade biológica in vitro do titânio irradiado em diferentes tempos de exposição. Metodologia: Foi desenvolvida uma câmara para fotofuncionalização de titânio com características distintas das apresentadas no mercado. A amostra foi composta por discos de titânio irradiados em diferentes tempos de exposição à luz ultravioleta (0, 15, 30, 60 minutos). Os discos foram testados quanto à molhabilidade de superfície (ângulo de contato com água), a topografia (microscopia eletrônica de varredura- MEV) e composição química (espectroscopia de fotoelétrons excitados por raio-x – XPS), adesão celular (cultura celular e MEV) e viabilidade por SRB. Resultados: O tratamento por luz UVC promoveu alterações nas características de superfície do titânio, como aumento da molhabilidade e remoção de hidrocarbonetos da superfície após 15 minutos de exposição na câmara desenvolvida. As características biológicas do material também parecem ter sofrido alterações, com melhora na capacidade de adesão e viabilidade. Conclusões: A fotofuncionalização do titânio provou ser eficaz para o tratamento de superfícies envelhecidas neste estudo, com significativas modificações na estrutura química superficial e na capacidade biológica do material. / The structural union between the bone tissue and the implant surface is defined as osseointegration. The success of this process depends both on factors related to the physical characteristics of the implant, as well as the systemic and biological factors responsible for the formation and maintenance of perimplant tissue. The process of osseointegration can be compromised by numerous risk factors: smoking, poor quality and quantity of bone tissue and systemic morbidities, such as diabetes. However, even in excellent conditions, sometimes there is no formation of bone tissue in fullness around the implant surface. Failure to osseointegration may occur early or late leading to implant loss. Photofunctionalisation by ultraviolet (UV) light irradiation has recently been reported as a method capable of modifying the titanium surface and increasing its osteoconductive capacity. Ultraviolet (UV) irradiation has been proposed as a method to reverse the aging process of titanium. However the intensity, time of exposure and wavelength that provide the best results have not yet been clarified. The Aim: of this study was to evaluate the effects of photocatalysis by UVC light on aging of titanium and to analyze changes in structure and in vitro biological capacity of irradiated titanium at different exposure times. Methodology: A titanium photofunctioning chamber has been developed with characteristics different from those presented in the market. The sample was composed of titanium disks irradiated in different times of exposure to ultraviolet light (0, 15, 30, 60 minutes). The discs were tested for surface wettability (water contact angle), topography (SEM-scanning electron microscopy) and chemical composition (x-ray excitation photoelectron spectroscopy), cell adhesion (cell culture and SEM) and viability by SRB. Results: UVC treatment promoted changes in titanium surface characteristics, such as increased wettability and removal of hydrocarbons from the surface after 15 minutes of exposure in the developed chamber. The biological characteristics of the material also appear to have changed, with improved adhesion and viability. Conclusions: Photofunctional titanium has proved to be effective for the treatment of surfaces aged in this study, with significant modifications in the surface chemical structure and biological capacity of the material.
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Utilização de blendas poliméricas no reparo de defeitos cranianos de ratos / Use of polymer blends in the repair of cranial defects in rats

Marcelo de Azevedo e Souza Munhoz 13 December 2013 (has links)
Na clínica ortopédica e traumatológica existem diversos desafios clínicos envolvendo as extensas perdas de tecido ósseo, relacionados primordialmente com causas traumáticas, tumorais, congênitas e infecciosas. No tratamento, podem ser utilizados os enxertos autólogos, homólogos, xenólogos e os enxertos periostais. Os substitutos sintéticos, conhecidos como biomateriais, também são uma boa alternativa. O objetivo deste trabalho foi avaliar o processo de neoformação óssea durante o reparo de defeitos ósseos, provocados experimentalmente no crânio de animais enxertados com blenda polimérica, constituída de colágeno de tendão bovino e quitosana associada à hidroxiapatita. Foram utilizados 30 ratos (Rattus norvegicus, Wistar), machos, com peso aproximado de 330 gramas e 4 meses de idade. Os animais foram submetidos ao procedimento cirúrgico para a criação de defeito ósseo no osso parietal esquerdo da calota craniana para o preenchimento com os biomateriais pesquisados. Foram divididos em 3 grupos com 10 animais cada, sendo um grupo controle sem a implantação de biomaterial, outro com implantação de blenda de colágeno e quitosana e o último com a utilização desta blenda em associação com hidroxiapatita. Cada grupo foi subdividido em dois subgrupos com 5 animais de acordo com o tempo do sacrifício pós-operatório, sendo com 3 semanas nos grupos de G1 a G3 e com 8 semanas de G4 a G6. Após o sacrifício, as calotas cranianas foram retiradas para foto documentação macroscópica e exames radiográficos. Em seguida, as amostras foram submetidas aos procedimentos histotécnicos de confecção das lâminas para avaliação histológica da neoformação óssea no local cirúrgico. A pesquisa foi aprovada pelo comitê de ética da Faculdade de Medicina de Jundiaí, protocolo nº 301/12. As análises macroscópicas e radiográficas demonstraram a biocompatibilidade das blendas utilizadas. Histologicamente, houve discreta neoformação óssea em continuidade com as margens da lesão óssea, porém predominou a presença de tecido conectivo na área cirúrgica. As blendas poliméricas apresentaram biocompatibilidade com o tecido receptor, porém com baixa capacidade osteogênica devido à permanência do defeito ósseo. Não houve a sua osteointegração em virtude da presença de tecido conectivo em grande quantidade e adjacente ao implante. / In orthopedics and traumatology there are several clinical challenges involving extensive bone loss, primarily related to trauma, tumors, congenital and infectious diseases. These conditions can be usually treated by autologous, periosteal, homologous and xenologous grafts. A good alternative is to use synthetic biomaterials as substitute. The aim of this study was to evaluate the process of bone formation during repair of bone defects experimentally induced in animals skull, grafted by a polymer blend consisting of bovine tendon collagen and chitosan associated with hydroxyapatite. A total of 30 rats (Rattus norvegicus, Wistar) male, weighing approximately 330 grams and 4 months old was used. The animals underwent the surgical procedure for the creation of defect in the left parietal bone of the skull. They were divided into 3 groups of 10 animals each: a control group without biomaterials implantation, another with a blend of collagen and chitosan and the latest with the use of this blend in association with hydroxyapatite. Each group was subdivided into two subgroups of 5 animals according to the sacrifice schedule after surgery. The groups were named G1, G2 and G3 when the sacrifice occurred after 3 weeks postoperative and G4, G5 and G6 after eight weeks. After sacrifice, the calvarias were removed for macroscopic photo documentation and radiographic examinations. Then the samples were subjected to histotechnical procedures for histological evaluation of new bone formation at the surgical site. The study was approved by the ethics committee of the Faculdade de Medicina de Jundiaí (protocol # 301/12). The macroscopic and radiographic analysis demonstrated the biocompatibility of the blends. Histologically, there was a slight bone formation in continuity with the edges of the bone lesion, but the predominant presence of connective tissue in the surgical area. The polymer blends showed biocompatibility with the host tissue but low osteogenic capacity due to the bone defect. There was no osseointegration due to the presence of connective tissue in large quantity adjacent to the implant.
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Influência de diferentes superfícies de titânio na adesão, proliferação e diferenciação de células semelhantes a osteoblastos em culturas, na presença ou não de proteína morfogenética óssea-7 (BMP-7) / Influence of different titanium surface on the adhesion, proliferation and differentiation of osteoblast-like cells cultured in the presence or absence of bone morphogenetic protein-7 (BMP-7)

Adriane Yaeko Togashi 12 December 2007 (has links)
O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência das características química e de rugosidade da superfície de titânio sobre a adesão, proliferação e diferenciação de células semelhantes aos osteoblastos de rato (Osteo-1), cultivados em meio de cultura adicionado de BMP-7. MATERIAL E MÉTODO: Células Osteo-1 foram cultivadas sobre discos de titânio com superfícies:1) lisa, 2) jateada por areia de grânulos grandes e atacada por ácido (SLA) e 3) rugosa SLA e quimicamente modificada e hidrofílica (SLAactive) na presença ou ausência de 20ng/ml de rhBMP- 7 no meio de cultura. A adesão e viabilidade das células Osteo-1 foram analisadas após 24 horas de contato com as superfícies em estudo. A diferenciação celular foi avaliada através da análise do conteúdo de proteína total (PT), conteúdo de colágeno, atividade de fosfatase alcalina (ALPase), em 7, 14 e 21 dias, e da formação de matriz mineralizada, em 21 dias. Os resultados foram comparados pela análise de variância (ANOVA) e teste de Tukey. RESULTADOS: A adesão (p=0.3485) e a viabilidade (p=0.5516) celular, o conteúdo de colágeno (p=0.1165) e a formação de matriz mineralizada (p=0.5319) não foram afetados pelas diferentes superfícies ou pela adição de rhBMP-7 ao meio. Células Osteo-1 cultivadas sobre superfície SLA apresentaram um aumento significativo no conteúdo de proteína total aos 21 dias. A relação atividade de ALPase/PT (p=0.0000) foi afetada pelos tratamento e tempo. CONCLUSÃO: Os resultados sugerem que a adição de rhBMP- 7 ao meio de cultura não promoveu efeito sobre a adesão, proliferação e diferenciação de células semelhantes a osteoblastos nas diferentes superfícies testadas. Todas as superfícies de titânio testadas permitiram uma completa expressão do fenótipo de osteoblasto como a mineralização da matriz pela célula Osteo-1. / The aim of the present study was to assess the influence of the chemical characteristics and roughness of titanium surfaces on the attachment, proliferation and differentiation of osteoblast-like cells cultured in medium supplemented with bone morphogenetic protein-7 (BMP-7). METHODS: Osteo-1 cells were grown on titanium discs presenting the following surfaces: 1) machined surface, 2) coarse gritblasted and acid-etched (SLA), and 3) modified SLA (SLAactive) in the absence or presence of 20 ng/ml rhBMP-7 in culture medium. The attachment and viability of osteo-1 cells were evaluated after 24 h. Cell differentiation was evaluated by analysis of total protein content (TP), collagen content and alkaline phosphatase (ALPase) activity at 7, 14 and 21 days and of mineralized matrix formation at 21 days. The results were compared by analysis of variance (ANOVA) and Tukey\'s test. RESULTS: Cell attachment (p=0.3485), cell viability (p=0.5516), collagen content (p=0.1165) and mineralized matrix formation (p=0.5319) were not affected by the different surfaces or by the addition of rhBMP-7 to the medium. Osteo-1 cells cultured on SLA surface presented a significant increase in TP at 21 days. The ALPase/TP ratio (p=0.0000) was affected by treatment and time. CONCLUSION: The results suggest that the addition of rhBMP-7 to the culture medium did not promote any effect on the adhesion, proliferation or differentiation of osteoblast-like cells grown on the different surfaces tested. All titanium surfaces analyzed permitted the complete expression of the osteoblast phenotype such as matrix mineralization by osteo-1 cells.
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Role of DAMPS on the modulation of macrophage response after classical biomaterial (Ti) implantation and its impact on the subsequent repair and osseointegration processes / Participação de DAMPs na modulação da resposta de macrófagos à implantação de um biomaterial clássico (Ti) e seu impacto no processo de reparo e osseointegração subsequentes

Claudia Cristina Biguetti 30 May 2018 (has links)
Despite the successful clinical application of titanium (Ti) as a biomaterial, the exact cellular and molecular mechanisms responsible for Ti osseointegration remain unclear. Indeed, specific knowledge still lacks on what elements are present at biomaterial/host interface and how these factors can trigger inflammatory pathways involved in the subsequent osseointegration process. In this context, we hypothesize that the surgical trauma inherent to the biomaterial grafting results in the release of DAMPs (damage-associated molecular patterns), endogenous proteins that act as triggers of immune inflammatory response upon cellular/tissue stress and/or damage. HMGB1 comprises the prototypic DAMP, which triggers host response via its cognate receptor RAGE, present at leucocytes and somatic cells surfaces. In this context, the aim of this thesis is to study the influence of DAMPs on the biomaterial/host interface and its role in mediating a constructive inflammatory process along tissue repair and osseointegration outcome. Methods and Results: In the article 1, we first characterized an oral osseointegration model in C57Bl/6 mice. This model of oral osseointegration was performed by using Ti screws (6AL-4V, Ø0.6mm, length of 1.5 mm) implanted in the edentulous alveolar crest of mice maxilla. The peri-implant sites were evaluated by microCT, as well histological and molecular assessments. In the article 2, we confirm the presence of DAMPs (HMGB1, HSP60, HSP70, S100A, Byglican, and Fibronectin) at Ti/host interface, analyzing Ti discs (6AL-4V, Ø6mm, 2mm of thick) implanted in the subcutaneous tissue of C57Bl/6 mice. Subsequently, the impact of HMGB1 and RAGE on the tissue repair around Ti discs was investigated by using HMGB1 (GZA 200mg/Kg) or RAGE (RAP, 4m/Kg/day) pharmacological inhibitors. The HMGB1/RAGE axis actively influences the inflammatory response post biomaterial implantation and the blocking of both molecules can negatively affect the subcutaneous tissue repair surrounding Ti disc in mice. In the article 3, Ti screws were implanted in the maxillary edentulous alveolar crest of C57Bl/6 mice, treated or untreated with GZA and RAP and the osseointegration process was evaluated by microscopic and molecular analysis (such as characterized in the article 1). The failure of osseointegration process was observed in mice treated with RAP or GZA, which present a disruption of the inflammatory process followed by foreign body reaction. In conclusion, HMGB1 and RAGE actively influence the tissue repair and osseointegration process in response to Ti-devices grafting, influencing the genesis and regulation of inflammatory immune response, which include the modulation of macrophages polarization state, MSC migration and differentiation in bone cells and consequent bone deposition. / Apesar do sucesso clínico do Titânio (Ti) como biomaterial, os exatos mecanismos celulares e moleculares que levam à sua osseointegração permanecem incertos. De fato, ainda há uma lacuna de conhecimento sobre quais elementos estão presentes na interface hospedeiro/biomaterial e como esses fatores poder deflagrar as vias inflamatórias envolvidas no subseqüente processo de osseointegração. Neste contexto, sugere-se que o trauma cirúrgico inerente à implantação do biomaterial resulta na liberação de DAMPs (do inglês damage-associated molecular patterns), os quais são proteínas endógenas que agem como ativadoras da resposta imune/inflamatória sob um estresse ou dano celular e tecidual. HMGB1 constitui um DAMP prototípico, o qual ativa a resposta do hospedeiro via seu receptor cognato RAGE, que por sua vez está presente na superfície de leucócitos e células somáticas. Neste contexto, o objetivo da presente tese é estudar a influencia de DAMPs na interface hospedeiro/biomaterial e seu papel na modulação de um processo inflamatório construtivo ao longo do reparo tecidual e da osseointegração. Material e Métodos: No artigo 1, caracterizou-se um modelo de osseointegração oral em camundongos C57Bl/6 . Tal modelo foi desenvolvido utilizando parafusos de Ti (6AL-4V, Ø0,6mm, 1.5 de comprimento) implantados no rebordo alveolar edentulo da maxila de camundongos, cujos tecidos peri-implatares foram avaliados por meio de microCT, bem como análises histológicas e moleculares. No artigo 2, inicialmente confirmou-se a presença de DAMPs (HMGB1, HSP60, HSP70, S100A, Biglicana e Fibronectina) na interface Ti/hospedeiro, analisando amostras com discos de Ti (6AL-4V, Ø6mm x 2mm de espessura) implantados no tecido subcutâneo de camundongos C57Bl/6. Posteriormente, o impacto de HMGB1 e RAGE no reparo tecidual ao redor dos discos de Ti foi analisado por meio de uso de inibidores farmacológicos de HMGB1 (GZA 200mg/Kg/dia) e RAGE (RAP, 4m/Kg/dia). O eixo HMGB1/RAGE influencia ativamente a resposta inflamatória pós implantação do biomaterial, e o bloqueio de ambas as moléculas pode afetar negativamente o reparo tecidual subcutâneo ao redor de discos de Ti em camundongos. No artigo 3, parafuso de Ti foram implantados no rebordo edentulo da maxila de camundongos C57Bl/6, tratados e não tratados com GZA e RAP; e o processo de osseointegração foi avaliado por meio de análises microscópicas e moleculares (tal como caracterizado no artigo 1). A falha da osseointegração foi observada em camundongos tratados com RAP ou GZA, os quais apresentaram alterações importantes no processo inflamatório seguidas por uma reação de corpo estranho nos perídos mais tardios. Em suma, conclui-se que HMGB1 e RAGE influenciam ativamente o processo de reparo tecidual e de osseointegração frente à implantação de dispositivos de Ti, influenciando a geração e a regulação da resposta imune inflamatória, a qual inclui a modulação da polarização de macrófagos, a migração de MSCs e a diferenciação de células ósseas para subsequente deposição óssea.
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Implantes de zircônia reforçada com ítria (Y-TZP): avaliação histomorfométrica / Y-TZP dental implants: histomorfometry analysis

Renato Martins 14 November 2013 (has links)
O objetivo do trabalho foi avaliar in vivo a osseointegração de implantes produzidos em zircônia reforçada com ítria (Y-TZP) e compará-los com o implante de titânio usinado e com o de superfície jateada com brushita. Para tanto, nas tíbias de 20 coelhos machos (n=10) e fêmeas (n=10) foram implantadas em uma das tíbias o implante Y-TZP (GE-1, n=10 implantes) e na outra tíbia o titânio usinado (GC, n=5 implantes) ou jateado com brushita (GE-2, n=5 implantes). Os animais receberam marcadores ósseos fluorescentes, tetraciclina (14 e 21 dias), alizarina (28 e 35 dias) e calceína (42 e 49 dias) após a cirurgia de implantação. Ao final de 56 dias, a região dos implantes foi coletada e processada histologicamente para obtenção de cortes teciduais não desmineralizados. Nas imagens obtidas no microscópio confocal foi avaliado o percentual de área para cada marcador. Nos cortes corados pelo azul de toluidina foi avaliado morfologicamente a qualidade do tecido ósseo formado e a existência de interposição de tecido conjuntivo entre osso e implante, e morfometricamente determinado o percentual de contato osso-implante (BIC) e o percentual de tecido ósseo próximo à superfície do implante (BA). Os resultados mostraram que, não houve diferenças estatisticamente significantes entre machos e fêmeas quanto aos parâmetros avaliados. Com relação aos grupos, GE-1 e GC apresentaram cortical óssea remanescente íntegra e formação de um tecido ósseo maduro/lamelar na superfície dos implantes. No GE-2 ocorreu intensa reabsorção da cortical óssea pre-existente próxima ao implante e extensa formação óssea mais imatura em relação aos observados no GE-1 e GC. Essa intensa reabsorção e extensa formação óssea fez com que o percentual de área dos marcadores fluorescentes fosse em média 0,73 vezes maior no GE-2 em relação aos grupos GE-1 e GC. Com relação ao BIC não houve diferença entre os grupos, sendo em média de 47,8%, porém, o BA no grupo GC (66,2%) foi 0,33 vezes maior em relação ao GE-1(51,6%) e GE-2 (48,2%). No modelo utilizado o implante Y-TZP apresentou osseointegração similar ao titânio usinado e superior ao jateada com brushita, podendo ser considerado uma alternativa para substituir o implante titânio quando a estética esta envolvida. / The aim of this work was evaluate in vivo the osseointegration of implants produced with yttria stabilized zirconia (Y-TZP) and compare it with machined titanium implant and sandblasted surface with brushita titanium. Therefore, on the tibia of 20 rabbits males (n=10) and female (n=10) were implanted in one of the tibias the implant Y-TZP (GE-1, n=10 implants) and on the other tibia the machined titanium (GC, n=5 implants) or sandblasted surface with brushita titanium (GE-2, n=5 implants). The animals received fluorescent bone markers, tetracycline (14th and 21th days), alizarin (28th and 35th days) and calcein (42th and 49th days). At the end of 56 days, the implants regions were collected and histomorphometrically processed to obtain tissue sections not demineralized. On images obtained from confocal microscopy was evaluated the percentage of area for each bone markers. On slides stained with toluidine blue was measured morphologically the quality of formed bone tissue and the existence of interposition of connective tissue between bone and implant, and was morphometrically determined the percentage of bone-implant contact (BIC) and the percentage of bone tissue next to the implant surface (BA). The results showed that there were no statistically significant differences between male and female regarding to evaluated parameters. Concerning to the groups, GE-1 and GC exhibited wholesome remaining cortical bone and formation of mature/lamellar bone tissue on implants surface. In GE-2 ocurred intense reabsorption of preexisting cortical bone next to the implant and extensive bone formation more immature than GE-1 and GC. This intense reabsorption and extensive bone formation made the GE-2 area percentage for fluorescent markers 0.73 times higher on average when compared to GE-1 and GC. About the BIC, there were no differences between the groups, with an average of 47.8%, however, the BA on GC group (66.2%) was 0.33 higher compared to GE-1 (51.6%) and GE-2 (48.2%). In the model used, the Y-TZP implant exhibited osseointegration suchlike machined titanium and better than sandblasted surface with brushita titanium, being considered an alternative to replace the titanium implant when aesthetics is involved.
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Analise fotoelastica da distribuição de tensões em implantes osseointegraveis com diferentes desenhos / Analyze fotoelastic the distribution of tensions in osseointegrables implants of different designs

Perez, Miguel Angel Jaimes 13 August 2018 (has links)
Orientador: Jose Ricardo de Albergaria Barbosa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-13T22:50:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Perez_MiguelAngelJaimes_D.pdf: 10680088 bytes, checksum: c91b56bc63db2e1197b0228d1fc609d5 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O objetivo deste estudo foi analisar qualitativa e quantitativamente a distribuição das tensões geradas em modelos fotoelásticos após a aplicação de cargas verticais de 150N, em implantes osseointegráveis de diferentes desenhos. Foram selecionados 3 implantes: I.) Serson Implant 3,75 x 13 mm, Hexágono Externo; II.) Colosso RC 4,0 x 13 mm, Hexágono Interno; III.) Kopp 4,0 x 13 mm, Cone Morse. Para a análise da distribuição de tensões foram confeccionadas 3 hemimandibulas em resina fotoelástica a partir da duplicação de três réplicas de hemimandibulas humanas de poliuretano. Cada implante foi posicionado e fixado no interior da hemimandibula fotoelástica na região do segundo pré-molar ausente. Através do polariscópio circular pertencente ao laboratório de Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba FOP-UNICAMP, foi possível visualizar as franjas isocromáticas nos modelos. Na análise qualitativa foi observado o início da primeira franja e a distribuição das tensões quando aplicado 150N de carga. A análise quantitativa foi obtida através da formula da lei ótica das tensões, conhecendo a respectiva ordem de franja no ponto de interesse, a constante ótica do material e a espessura do modelo. Este cálculo permitiu conhecer a tensão cisalhante de cada implante. O implante cilíndrico Serson, H.E apresentou distribuição das tensões na região cervical, apical e média do implante com maior tensão cisalhante na região cervical, seguido pela região media e apical. O implante Colosso RC com H.I apresentou distribuição das tensões na região apical, cervical e média do implante com um padrão uniforme de tensões nas três regiões. O implante Kopp, com desenho cônico e C.M apresentou distribuição das tensões na região cervical, apical, e média do implante com maior concentração de tensão cisalhante na região apical, seguido pela região cervical e media conjuntamente. Baseado nos resultados e na metodologia empregada neste estudo conclui-se que os três desenhos de implantes apresentaram padrões diferentes de distribuição de tensões, observando-se menor concentração de tensões nos implantes cônicos com conexões internas H.I e C.M. O implante cilíndrico com H.E apresentou maior concentração de tensão / Abstract: This study qualitatively and quantitatively analyze the distribution of tensions generated in fotoelastic models after the application of vertical loads of 150N in osseointegrables implants of different designs. We selected 3 implants: I.) Serson Implant 3.75 x 13 mm, External Hexagon II.) Colosso RC 4.0 x 13 mm, Internal Hexagon, III.) Kopp 4.0 x 13 mm, Morse Cone. For the analysis of the distribution of tensions, 3 hemimandibles using fotoelastic resin from the duplication of three replics of human hemimandibles of polyurethane were made. Each implant was placed and fixed inside the fotoelastic hemimandibles in the region where the second pre-molar was absent. Through a circular polariscope belonging to the Dental Materials, School of Dentistry of Piracicaba (FOP - UNICAMP) laboratory was able to see the isochromatics fringes in the models. In the qualitative analysis was observed the beginning of the first fringe and the distribution of the tensions when was applied a load of 150N. A quantitative analysis was obtained through the optical formula law of the tensions, knowing the order of fringe at the point of interest, an optical constant of the material and the thickness of the model. This calculation allowed to know the cisalhante shear of each implant. The cylindrical implant Serson HE showed distribution of the tensions in the cervical, middle and apical region of the implant with great tension shear in the cervical, followed by middle and apical region. The implant Colosso RC with HI showed distribution of the tensions in the apical, cervical and middle region of the implant with a uniform pattern of the tensions in these three regions. The implant Kopp with conic design and CM showed distribution of the tensions in the cervical, apical, and middle region of the implant with great concentration of the tension shear in the apical region, followed by cervical and middle together. Based on the results and methodology used in this study, we concluded that the three designs of implants showed different patterns of distribution of the tensions, with less concentration of the tensions in the conical implants with internal connections HI and CM. The cylindrical implant with HE showed higher concentration of the tension / Doutorado / Cirurgia e Traumatologia Buco-Maxilo-Faciais / Doutor em Clínica Odontológica
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Avaliações histológica e histomorfométrica de implantes osseointegráveis de titânio com superfície anodizada e revestida por Ca e P / Histological and Histomorphometric analysis of Ti implants with surfaces modified by anodic spark deposition in Ca and P

Gustavo Cavalcanti de Albuquerque 20 December 2010 (has links)
Estudos de modificações de superfície de implantes de Ti têm atraído a atenção dos pesquisadores por existir grande interesse em tratamentos que possam acelerar o processo fisiológico de reparo do tecido ósseo em contato com o Ti. Avaliações in vitro mostraram que superfícies de Ti obtidas por modificação físicoquímica como a anodização (anodic spark discharge ASD) podem representar uma boa alternativa para melhorar a osseointegração de implantes. O objetivo deste estudo foi avaliar a resposta do tecido ósseo de mandíbula de cães a implantes osseointegráveis de Ti com superfície modificada por duplo ataque ácido (AE), por anodização em solução de íons cálcio e fosfato (ASD-AK) e anodização em solução de silício, cálcio e fosfato seguido por ataque alcalino em NaOH (SiB-Na). Para isso dez cães foram submetidos a exodontia dos pré-molares 12 semanas antes das instalação dos implantes. Os animais foram sacrificados no período de 5 e 8 semanas (cinco por período) e os segmentos ósseos contendo os implantes foram processados. Foram avaliados os efeitos dos tratamentos de superfície na (1) porcentagem de contato direto osso-implante, (2) formação óssea entre as roscas do implante e (3) formação óssea à distância da superfície do implante. Os resultados mostraram que todos os tratamentos (AE, ASD-AK e SiB-Na) permitiram formação óssea em contato direto e adjacente à superfície de Ti sem apresentar nenhum diferença qualitativa e quantitativa no padrão de reparo ósseo. Portanto, esses tratamentos deveriam ser avaliados clinicamente na reabilitação implanto-suportada de pacientes parcial ou totalmente edêntulos. / Surface modification of Ti have been attracted the attention of the researchers for existing great interest in treatments that can speed up the physiological process of repair of the bone contact. Aiming to improve the osseointegration of Ti implants several surface treatments have been proposed including those obtained by anodic spark deposition technique (anodic spark discharge ASD). This treatment allows to developing a thin and porous surface layer enriched with selected ions from the electrochemical solution. This study was designed to analyze bone repair adjacent to and in contact with Ti implants with surfaces modified by acid etching (AE) and anodic spark deposition (ASD). Surface modification of Ti implants was carried out by three methods: AE, ASD in calcium and phosphate solution (ASD-AK), and ASD in calcium, phosphate and silicon solution followed by alkali etching in NaOH (SiB-Na). Ten mongrel dogs were submitted to premolar extraction and after 12 weeks AE, BS, and SiB-Na self-screw Ti implants were placed into edentulous areas. Animals were killed at 3 and 8 weeks (five per period) and bone fragments with implants harvested and processed to obtain thin ground sections. Histomorphometric analysis was carried out to determine the bone-implant contact (BIC), bone area between threads (BABT), and bone area adjacent to threads (BAAT). The results had shown that all the treatments (AE, ASD-AK and SiB-Na) had allowed bone formation in direct and adjacent contact to the surface, without qualitative and quantitative difference in the standard of bone repair. Therefore, these surface treatments would have clinically to be evaluated in the implant-supported rehabilitation of total edentulous or patients partial.

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