Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / For preservation of periodontal ligament cells after one tooth avulsion becomes necessary to determine a storage medium. The aim of this study was to analyze the preservation of human fibroblast cells and analyze the composition of root dentin of bovine teeth in different storage media. Immortalized human fibroblasts cells were grown in flasks containing Dulbecco's modified eagle medium (DMEM), and ffter reaching confluence the cells were trypsinized, counted by hemocytometer and plated. The culture medium was removed from each well and the cells were exposed at different times in the solutions: GLi - milk; GRl - ringer’s lactate; GPv - red propolis solution and GPd - Pedialyte. DMEM was considered positive control group and tap water was the negative control. After the experimental period of 15, 30, 45 and 60 minutes, we used the colorimetric method MTT formazan. For analysis of surface composition of root dentin, were using Fourier transform infrared (FTIR) where, were collected 60 bovine incisors. Samples were extracted from the cervical region of the root dentin in 3x3mm. The samples were randomly divided among experimental groups in differents times. Data were tabulated and statistically analyzed using analysis of variance for the storage media within each time and the time factor for each storage medium, followed by Dunnet test and Tukey's test (P <0.05 ). In 15 and 60 minutes, from the media types, the milk and Ringer's lactate showed better results when compared to the negative control. However, in 30 and 45 minutes only the milk showed satisfactory results. A comparison with DMEM only the milk showed similar statistical results. In assessing the viability of human fibroblasts, milk showed cell viability levels similar to the positive control and superior to other media tested. Within 60 minutes storage, the one most commonly used in clinical conditions, the ringer's lactate has higher performance than the red propolis and the pedialyte and these similar to tap water (negative control). / Para preservação das células do ligamento periodontal após um caso de avulsão dentária torna-se imprescindível a determinação de um meio de armazenagem. O objetivo deste estudo foi analisar os efeitos de diferentes meios de conservação na viabilidade celular e na composição iônica da dentina radicular de dentes bovinos em quatro períodos experimentais. Células de fibroblastos imortalizados humanos foram cultivadas em frascos contendo meio eagle modificado de Dulbecco (DMEM), e após atingir confluência as células foram tripsinizadas, contadas em hemocitômetro e plaqueadas. O meio de cultura foi removido de cada poço e as células foram expostas a diferentes tempos e meios de conservação: GLi - leite integral; GRl - ringer lactato; GPv - solução de própolis vermelho e GPd - pedialyte. DMEM foi considerado grupo controle positivo e, água de torneira, o controle negativo. Após os períodos experimentais de 15, 30, 45 e 60 minutos, foi aplicado o método colorimétrico MTT formazan para avaliar a viabilidade. Para análise de composição superficial da dentina radicular, foi utilizada a espectroscopia de infravermelho transformada de Fourier (FTIR) onde, foram coletados 60 incisivos bovinos para confecção de amostras de 3x3 mm de dentina radicular extraída da região cervical. As amostras foram divididas aleatoriamente entre grupos experimentais em diferentes tempos. Os dados foram tabulados e submetidos à análise estatística empregando análise de variância em fator único para os meios de armazenagem dentro de cada tempo, e o fator tempo para cada meio de armazenamento, seguido dos teste de Dunnet e Teste de Tukey (P<0,05). Nos tempos de 15 e 60 minutos, dentre os meios analisados, o leite integral e o ringer com lactato apresentaram resultados superiores quando comparados ao controle negativo. Entretanto, nos tempos de 30 e 45, minutos somente o leite integral apresentou resultados satisfatórios. Quando comparamos com o DMEM, somente o leite integral apresentou resultados estatísticos similares. Sendo assim, avaliando a viabilidade celular, o leite integral apresentou níveis de viabilidade celular similar ao controle positivo e superior aos demais meios testados. No período de 60 minutos de armazenagem, aquele mais comumente realizado nas condições clínicas, o meio Ringer com lactato apresentou desempenho superior ao própolis vermelho e ao pedialyte, e estes, similares à água de torneira (controle negativo).

O objetivo deste estudo foi analisar a expressão dos fenótipos fibroblástico e osteoblástico em culturas tridimensionais na presença ou não de partículas de vidro bioativo. Fibroblastos derivados do ligamento periodontal humano (hPDLF) e células osteogênicas da calvária de rato recém-nascidos foram plaqueadas em superfícies bidimensionais - lamínulas de plástico ThermanoxTM (controle); superfícies colágenas bidimensionais - ThermanoxTM revestidas por colágeno I sem partículas de vidro bioativo (2D) e com partículas de vidro bioativo (2D+VB); e em gel colágeno tridimensional sem vidro bioativo (3D) e com partículas (3D+VB). Foram avaliados: Viabilidade celular (MTT) nos tempos 3, 7 e 10 dias; Atividade de fosfatase alcalina (ALP) normalizada pelo conteúdo de proteína total em 7 e 14 dias; Immunolocalização de proteínas da matriz não-colágena (ALP e OPN em células hPDLF aos 7 e 14 dias e OPN e BSP em células osteogênicas aos 7 dias) por imunofluorescência indireta; Expressão quantitativa (PCR em tempo real) dos genes Periostina (PRT), Calcium-Binding Protein (S100A4) e Fibromodulina (FBM), marcadores do fenótipo fibroblástico, em células hPDLF e Fosfatase Alcalina (ALP), Osteopontina (OPN), Sialoproteína Óssea (BSP), Osteocalcina (OC), Colágeno I (COL I) e Runx2, marcadores osteoblásticos, em ambos os tipos celulares; e Mineralização (coloração por vermelho de Alizarina). Os resultados obtidos nas culturas de hPDLF mostraram que aos 3 dias a viabilidade celular em 2D+VB foi maior que no controle (p<0,05) e nenhuma diferença significante entre os grupos foi observada aos 7 e 10 dias. O conteúdo de proteína total aos 7 e 14 dias foi maior nas culturas 3D e 3D+VB, sendo aos 7 dias significantemente diferente de 2D+VB (p<0,05) e controle (p<0,05) e aos 14 dias observou-se diferença significativa entre 3D e 2D. A atividade de ALP aos 7 dias foi maior nos grupos 2D e 2D+VB comparados com 3D (p<0,05) e 3D+VB (p<0,05); e em 3D+VB menor que no controle (p<0,05). Entretanto, aos 14 dias 3D e 3D+VB apresentaram maior atividade de ALP que o controle (p<0,05). Imunomarcações para OPN e ALP foram observadas nas células em 3D em ambos os períodos avaliados, e em 2D, 2D+VB, e controle apenas aos 14 dias. A expressão de RNAm para PRT aos 7 dias apresentou um perfil upregulated em 3D e 3D+VB comparados ao controle (p<0,05); para FBM a expressão gênica foi maior em 3D e 2D que em 3D+VB (p<0,05), e menor em 3D+VB comparado ao controle (p<0,05). As células em 2D exibiram maiores níveis de expressão de RNAm para S100A4 que as cultivadas em 2D+VB (p<0,05) e controle (p<0,05). Os níveis de RNAm para COL I e ALP em 2D+VB e 3D, para RUNX2 e OPN em 3D e 2D, e para OC em 2D apresentaram-se upregulated em relação ao controle (p<0,05). Em 2D o nível de expressão de OC foi maior que em 2D+VB (p<0,05). Aos 14 dias houve uma diminuição da expressão de todos os genes analisados em relação às análises de 7 dias. Células em 3D+VB expressaram menores níveis de PRT que em 2D+VB (p<0,05). A expressão de RNAm para FBM foi maior em 2D e 2D+VB e para S100A4 maior em 2D comparado com 3D (p<0,05), nos quais os níveis de S100A4 ficaram downregulated com relação ao controle. COL I e ALP apresentaram-se downregulated em 3D (p<0,05) e 3D+VB (p<0,05) em relação ao controle. Entre 2D+VB e 3D+VB também foi observada diferença significativa para ALP. A expressão de RUNX2 foi maior em 3D que em 3D+VB (p<0,05) e de OC maior no controle. Nos grupos com VB foi observada maior formação de matriz calcificada aos 10 e 14 dias. Aos 10 dias não foram observadas áreas coradas por Alizarina através da microscopia, mas a quantidade de mineralização em 2D+VB e 3D+VB foi significativamente maior que no controle (p<0,05), 2D (p<0,05) e 3D (p<0,05). Aos 14 dias marcações mais extensas foram observadas nas culturas com VB, porém os nódulos mineralizados apresentavam-se independentes das partículas. 2D+VB e 3D+VB foram significativamente diferentes do controle (p<0,05) e 2D (p<0,05). As culturas de células osteogênicas mostraram que aos 7 dias as células crescidas sobre os arcabouços 3D+VB e 3D exibiram menores índices de viabilidade. Diferenças significativas foram observadas quando 3D+VB foi comparado aos grupos 2D+VB (p<0,05) e controle (p<0,05); e entre 2D e 3D (p<0,05). Aos 3 e 10 dias não foram encontradas diferenças significativas na viabilidade celular entre os grupos. O conteúdo de proteína total foi maior em 3D+VB que em 2D+VB (p<0,05) e no controle (p<0,05) aos 7 e 14 dias. Diferenças significantes também foram observadas entre 3D e 2D (p<0,05) aos 14 dias. A atividade de ALP aos 7 dias foi maior em 2D+VB e 3D+VB. Diferenças significantes foram encontradas entre 2D e 2D+VB (p<0,05), 3D e 3D+VB (p<0,05) e entre 3D e controle (p<0,05). Entretanto, aos 14 dias, 3D e 3D+VB apresentaram os menores valores de atividade de ALP, sendo a significantemente diferentes de 2D (p<0,05) e 2D+VB (p<0,05). Imunomarcações para OPN e BSP foram observadas aos 7 dias em 2D, 2D+VB, 3D e controle. Aos 7 dias os níveis expressão do RNAm para ALP, COL I e RUNX2 foram maiores em 3D e 3D+VB. Os genes OPN, OC e BSP exibiram níveis de expressão mais altos em 2D+VB. A expressão de COL I foi maior em 3D+VB que em 2D+VB (p<0,05). As células em 2D+VB apresentaram maiores níveis de expressão de OPN e OC que em 2D (p<0,05) e 3D+VB (p<0,05), nos quais a expressão desses genes e de BSP estavam downregulated em relação ao grupo controle. Aos 10 e 14 dias áreas coradas por vermelho de Alizarina foram observadas em todos os grupos, sendo mais extensas nos grupos que continham VB. Aos 10 dias a quantidade de cálcio em 3D+VB foi maior que no controle (p<0,05); e maior em 2D+VB comparado com 2D (p<0,05) e controle (p<0,05). Aos 14 dias 2D+VB e 3D+VB apresentaram uma quantidade de cálcio significativamente maior que no controle (p<0,05) e em 2D (p<0,05). Em conclusão, este estudo demonstrou que os arcabouços tridimensionais colágenos são capazes de suportar a viabilidade, proliferação e diferenciação celular se in vitro de hPDLF e células osteogênicas derivadas de calvária de rato recém-nascidos e de favorecerem a expressão dos fenótipos fibroblástico e osteoblástico em hPDLF. As partículas de VB em ambos os tipos celulares também contribuiram para viabilidade, diferenciação, formação de matriz mineralizada e expressão fenotípica. / The aim of this study was to analyze the fibroblastic and osteoblastic phenotypes expression on three-dimensional cultures in the presence or not of bioactive glass particles. Fibroblasts derived from human periodontal ligament (hPDLF) and osteogenic cells from newborn rat calvaria were cultured on bi-dimensional surfaces - plastic coverslips ThermanoxTM (control), bi-dimensional collagen surfaces - ThermanoxTM coated with collagen I without bioactive glass particles (2D) and with bioactive glass particles (2D+BG), on three-dimensional collagen gel without bioactive glass (3D) and with particles (3D+BG). Were evaluated: Cell viability (MTT) in 3 days, 7 and 10 days; Phosphatase alkaline activity (ALP) normalized by total protein content at 7 and 14 days; Immunolocalization of non-matrix proteins collagen (ALP and OPN in hPDLF at 7 and 14 days, OPN and BSP in osteogenic cells at 7 days) by indirect immunofluorescence; Genes expression (real-time PCR) for Periostin (PRT), Calcium-Binding Protein (S100A4) and Fibromodulin (FBM): fibroblastic markers in hPDLF, and Alkaline phosphatase (ALP), Osteopontin (OPN), Bone sialoprotein (BSP), Osteocalcin (OC), Collagen I (COL I) and RUNX2: osteoblastic markers in both cell types; and Mineralization (staining with Alizarin red). The results obtained on hPDLF cultures showed that cell viability on 2D+BG was higher than on control at 3 days (p<0.05), and no significant difference between groups was observed at 7 and 10 days. The total protein content at 7 and 14 days was higher on 3D and 3D+BG cultures compared those on 2D+BG (p<0.05) and control (p<0.05) at 7 days. Significant difference was also observed between 3D and 2D at 14 days. The ALP activity at 7 days was higher on 2D and 2D+BG compared with 3D (p<0.05) and 3D+BG (p<0.05), it was also lower on 3D+BG than on control (p<0.05). However, at 14 days 3D and 3D+BG showed higher ALP activity than control (p<0.05). Immunolabeling for OPN and ALP were observed in cells on 3D at both periods and on 2D, 2D+ BG and control only at 14 days. At 7 days, the expression of mRNA for PRT was upregulated on 3D and 3D+BG compared with control (p<0.05), for the FBM it was higher on 3D and 2D than on 3D+BG (p<0,05), but it was lower on 3D+BG than on control (p<0.05). Cells on 2D exhibited higher levels of S100A4 mRNA expression than those grown on 2D+BG (p<0.05) and control (p<0.05). The mRNA levels expression for COL I and ALP on 2D+BG and 3D, and for RUNX2 and OPN on 3D and 2D, and for OC on 2D presented upregulated compared with control (p<0.05). Also, cells on 2D showed the level expression of OC higher than those on and 2D+BG (p<0.05). At 14 days, there was a decrease in all evaluated genes expression compared with 7 days analyses. Cells on 2D+BG expressed higher levels of PRT than on 3D+BG (p<0.05). 2D and 2D+BG showed the highest levels of mRNA expression for FBM. Gene expression of S100A4 on 2D was higher than on 3D (p<0.05) and 3D+BG (p<0.05), in which the levels of S100A4 were downregulated compared to control. COL I and ALP were downregulated on 3D (p<0.05) and on 3D+BG (p<0.05) compared with control. There was also a significant difference between 2D+BG and 3D+BG for mRNA ALP expression. RUNX2 expression was higher on 3D than on 3D+BG (p<0.05), and OC expression was higher on control. Calcified matrix formation was observed on BG cultures at 10 and 14 days. At 10 days, areas stained by Alizarin were no observed by microscopy, but the amount of mineralization on 2D+BG and 3D+BG was significantly higher than on control (p<0.05), 2D (p<0.05) and 3D (p<0.05). At 14 days, more extensive staining was observed on cultures with BG, but the mineralized nodules formation was independent of the particles. Calcium content on 2D+BG and 3D+BG was significantly higher than control (p<0.05) and 2D (p<0.05). Osteogenic cell cultures showed that cells grown on 3D and 3D+BG surfaces exhibited the lowest levels of cell viability. Significant differences were observed when 3D+BG was compared with 2D+BG (p<0.05) and control (p<0.05) and also between 2D and 3D (p<0.05). At 3 and 10 days, there were no significant differences for cell viabililty between the cultures. The total protein content was higher on 3D+BG than on the control (p<0.05) and 2D+BG (p<0.05) at 7 and 14 days. Significant differences were also observed between 3D and 2D (p<0.05) at 14 days. ALP activity at 7 days was higher on 2D+BG and 3D+BG. Significant differences were found between 2D and 2D+BG (p<0.05), 3D and 3D+BG (p<0.05), and between 3D and control (p<0.05). However, at 14 days 3D and 3D+BG had the lowest levels of ALP activity, significantly different from 2D (p<0.05) and 2D+BG (p<0.05). Immunolabeling for OPN and BSP were observed at 7 days on 2D, 2D+BG, 3D and control. At 7 days, the expression levels of mRNA for ALP, COL I and RUNX2 were higher on 3D and 3D+BG. OPN, BSP and OC exhibited higher expression levels on 2D+BG. COL I expression was higher on 3D+BG than on 2D+BG (p<0.05). Cells on 2D+BG showed higher expression levels of OPN and OC than those on 2D (p<0.05) and 3D+BG (p<0.05), in which both of these genes and BSP expression were downregulated compared with control. At 10 and 14 days areas stained with Alizarin red were observed all evaluated groups, especially on BG cultures. At 10 days the amount of calcium on 3D+BG was higher than on control (p<0.05), and it was also higher on 2D+BG compared with 2D (p<0.05) and control (p<0.05). At 14 days, 2D+BG and 3D+BG showed greater calcium amount than control (p<0.05) and 2D (p<0.05). In conclusion, this study demonstrated that in vitro 3D cultures of hPDLF and osteogenic cells from newborn rats calvaria were able of support cell viability, differentiation, and to contribute to expression of fibroblastic and osteoblastic phenotype in hPDLF. The BG particles also favored the viability, differentiation, mineralized matrix formation and phenotypic expression in both cell types.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / The first part of the study describes the development of a microCT based engineering model to study orthodontic responses. The second part investigated the relationship between orthodontic stimulus, root resorption and bone modeling. It was hypothesized that stress magnitudes are insufficient to portray the mechanical environment and explain the clinical response; directions also play a role. An idealized tooth model was constructed for finite element analysis. The principal stress magnitudes and directions were calculated in tipping and translation. It was concluded that within the same region of root, PDL and bone, there can be compression in one structure, tension in another. At a given point in a structure, compression and tension can coexist in different directions. Magnitudes of compression or tension are typically different in different directions. Previously published data presenting only stress magnitude plots can be confusing, perhaps impossible to understand and/or correlate with biological responses. To avoid ambiguities, a reference to a principal stress should include its predominant direction. Combined stress magnitude/direction results suggest that the PDL is the initiator of mechanotransduction. The third part of this project tested the role of the P2X7 receptor in the dentoalveolar morphology of C57B/6 mice. P2X7R KO (knockout) mice were compared to C57B/6 WT to identify differences in a maxillary molar and bone. Tooth dimensions were measured and 3D bone morphometry was conducted. No statistically significant differences were found between the two mouse types. P2X7R does not have a major effect on alveolar bone or tooth morphology. The final part examines the role of the P2X7 receptor in a controlled biomechanical model. Orthodontic mechanotransduction was compared in wild-type (WT) and P2X7R knock-out (KO) mice. Using Finite Element Analysis, mouse mechanics were scaled to produce typical human stress levels. Relationships between the biological responses and the calculated stresses were statistically tested and compared. There were direct relationships between certain stress magnitudes and root resorption and bone formation. Hyalinization and root and bone resorption were different in WT and KO. Orthodontic responses are related to the principal stress patterns in the PDL and the P2X7 receptor plays a significant role in their mechanotransduction.

Considerando-se a localização intra-óssea das lesões periapicais, o diagnostico clinico e dificultado e a avaliação radiográfica não fornece informações suficientes para o diagnostico de um periodonto apical sadio pós-tratamento. Dessa maneira, o objetivo deste estudo foi comparar os achados radiográficos e por tomografia computadorizada de feixe cônico com a avaliação microscópica após tratamento de canais radiculares em dentes de cães e avaliar a participação das metaloproteinases da matriz (MMPs) na lesão periapical e nos tecidos em processo de reparação, assim como em cistos e granulomas periapicais obtidos de humanos. A seguir, os mecanismos envolvidos na cementogênese apical foram investigados utilizando células do ligamento periodontal de humanos. Foram induzidas lesões periapicais em dentes de cães e o tratamento endodôntico foi realizado em sessão única ou apos utilização de um curativo de demora a base de hidróxido de cálcio [Ca(OH)2]. Avaliações radiográficas e tomográficas foram realizadas previamente, após a indução das lesões periapicais e 180 dias apos o tratamento endodôntico. Os tecidos periapicais foram avaliados por meio de microscopia de luz, imunofluorescência, imunoistoquímica e RT-PCR em tempo real. In vitro, células do ligamento periodontal foram utilizadas para avaliar os efeitos da estimulação com Ca(OH)2 nos processos de migração, proliferação, diferenciação celular e mineralização. As vias de sinalização envolvidas na diferenciação cementoblastica foram investigadas por meio de inibidores bioquímicos da via das proteínas quinases ativadoras de mitose (MAPK), bloqueadores de canais de cálcio e silenciadores de RNA para proteínas quinases reguladas por sinal extracelular (ERK-1 / ERK-2). De acordo com os resultados obtidos, a tomografia computadorizada permitiu a detecção de lesões periapicais com maior sensibilidade e acuracia que a radiografia periapical convencional, utilizando-se a avaliação microscópica como padrão-ouro. Histologicamente, as lesões periapicais experimentalmente induzidas apresentaram bactérias distribuídas pelo sistema de canais radiculares e lacunas de reabsorção do cemento e estavam associadas a desorganização das fibras colágenas e alta expressão de MMPs. A presença das MMPs em processos inflamatórios periapicais de humanos (cistos e granulomas) foi confirmada. Nos dentes com lesão periapical submetidos ao tratamento endodôntico em sessão única o desfecho do tratamento endodôntico foi caracterizado pela manutenção ou progressão da lesão periapical e alta expressão de MMPs. Por outro lado, nos dentes submetidos ao tratamento endodôntico utilizando o Ca(OH)2 como curativo de demora, maior numero de espécimes apresentaram regressão da lesão periapical e houve modulação da expressão de MMPs pelo tratamento. Neste grupo foi evidenciada neoformação de cemento no forame apical. Células do ligamento periodontal estimuladas com Ca(OH)2 expressaram proteínas especificas de cementoblastos (CEMP-1, CAP) e foram capazes de sintetizar nódulos de mineralização, mediados via ERK MAPK. A ação do Ca(OH)2 ocorreu via canais de cálcio, uma vez que o bloqueio destes canais inibiu a fosforização de ERK-1 e ERK-2 e, portanto, a expressão de CEMP-1 e CAP. CEMP-1 estimulou a migração, proliferação e mineralização mediada por células, exercendo um papel central na cementogenese, uma vez que o bloqueio de CEMP-1 inibiu a migração celular e mineralização. Juntos, estes resultados permitem concluir que a tomografia computadorizada e superior a radiografia periapical convencional para detecção de lesões periapicais refratarias ao tratamento de canais radiculares. Ainda, o tratamento endodôntico realizado utilizando o hidróxido de cálcio como curativo de demora propiciou um reparo apical e periapical mais favorável do que o tratamento endodôntico em sessão única, possivelmente devido a capacidade do Ca(OH)2 induzir a diferenciação de células do ligamento em células com um fenótipo cementoblastico e posterior mineralização. / Clinical diagnosis of apical periodontitis is difficult due to the intraosseous nature of the disease and radiographic evaluation does not provide sufficient information to determine a healthy apical periodontium following root canal therapy. Therefore, the aim of this study was to compare the radiographic and cone beam computed tomographic findings with microscopic evaluation following root canal treatment in dogs teeth. Then, the presence of matrix metalloproteinases (MMPs) in apical periodontitis and during the healing phase following treatment was evaluated and compared to the expression of MMPs in periapical cysts and granulomas obtained from human. Finally, the mechanisms involved in apical cementogenesis were investigated using human periodontal ligament cells. Apical periodontitis was induced in dogs teeth and then root canal treatment was performed in a single visit or using calcium hydroxide [Ca(OH)2] as the root canal dressing. Tomographic and radiographic evaluations were performed prior to and following induction of apical periodontitis, and 180 days following root canal therapy. Periapical tissues were evaluated by conventional light microscopy, immunofluorescence, immunohistochemistry, and real time RT-PCR. In vitro, periodontal ligament cells were used to evaluate the effects of Ca(OH)2 treatment on cell migration, proliferation, differentiation, and mineralization. The signaling pathways triggered by treatment with Ca(OH)2 were investigated using mitogen activated protein kinase (MAPK) biochemical inhibitors, calcium channel blockers, and extracellular regulated protein kinase (ERK-1 / ERK-2) silencing RNAs. Based on the results obtained, apical periodontitis was detected with higher sensitivity and accuracy by means of cone beam computed tomography compared to conventional periapical radiographs, using microscopic evaluation as the gold standard. Histological evaluation revealed that teeth with apical periodontitis presented microorganisms throughout the root canal system and in areas with resorption of cementum. Apical periodontitis was characterized by collagen fiber disorganization and high expression of MMPs. The presence and activity of MMPs was confirmed in periapical inflammatory diseases (cysts and granulomas) obtained from humans. Root canal treatment outcome was characterized by maintenance or progression of apical periodontitis and high expression of MMPs in teeth submitted to root canal treatment in a single visit, whereas root canal treatment outcome in teeth submitted to root canal treatment using Ca(OH)2 as the root canal dressing, higher number of teeth presented reduced apical periodontitis and lower expression of MMPs. In this group, cementum neogenesis was evident in the apical foramina. Periodontal ligament cells stimulated with Ca(OH)2 expressed cementoblastic specific proteins (CEMP-1, CAP) and were able to synthesize mineralized nodules via ERK MAPK. The effects of Ca(OH)2 occurred via calcium channels, since their blockade prevented ERK-1 and ERK-2 phosphorylation and therefore expression of CEMP-1 and CAP. CEMP-1 stimulated cell migration, proliferation, and mineralization and it was central to cementogenesis because blockade of activity of CEMP-1 prevented cell migration and mineralization. Taken together, these findings demonstrate that cone beam computed tomography is superior to conventional periapical radiography for detection of refractory apical periodontitis. Furthermore, the root canal treatment using Ca(OH)2 as the root canal dressing permitted a more favorable outcome than the root canal treatment performed in a single visit, probably due to the ability of Ca(OH)2 induce cementoblastic differentiation of periodontal ligament cells and mineralization.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-12-06Bitstream added on 2014-06-13T18:07:43Z : No. of bitstreams: 1 martinjunior_m_me_araca.pdf: 1987212 bytes, checksum: 7b293d4845e041e9d49b2c3d5d18fcce (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Os dados sobre a influência da forma do rebordo alveolar na distribuição interna das tensões na associação da prótese parcial removível de extremidade livre (PPREL) com os implantes osseointegrados são inconclusivos. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar através do método dos elementos finitos (MEF) bi-dimensional, a influência do formato do rebordo alveolar na distribuição interna das tensões. Para isso, foram confeccionados 12 (doze) modelos no programa AutoCAD 2005 (Autodesk Inc, USA), sendo: Modelo A (MA) - hemiarcada com a representação do dente natural 33 e o rebordo edentado para distal; Modelo B (MB) - semelhante ao MA com uma PPREL convencional substituindo os dentes ausentes 34, 35, 36 e 37; Modelo C (MC) - semelhante ao MB, porém com um implante do Sistema Bränemark (3,75 x 10,0 mm) posicionado na região retromolar, sob a base da prótese, conferindo apenas suporte; Modelos A1, A2, A3, A4, B1, B2, B3, B4, C1, C2, C3 e C4 foram baseados nos respectivos modelos: A, B e C, com a identificação numérica seguindo a forma do rebordo alveolar no plano sagital, como descrito: descendente distal (1), côncavo (2), plano (3) e ascendente distal (4). Os modelos foram exportados para o programa de elementos finitos ANSYS 8.0 (Swanson Analysis Systems, Houston, Pa) para a análise numérica. O carregamento foi realizado com forças verticais de 50 N. Os resultados mostraram que máxima tendência ao deslocamento para os rebordos analisados ocorreu de forma semelhante entre os modelos B e C, sendo: descendente distal (B1 - 0,2484 mm e C1- 0,2513 mm), plano (B3 - 0,2415 mm e C3 0,2452 mm), côncavo (B2 - 0,2377 mm e C2 0,2392 mm) e ascendente distal (B4 - 0,2255 mm e C4 - 0,2293 mm); a máxima concentração de tensão nos modelos B apresentou a seguinte ordem: descendente distal (288,77 MPa), côncavo (199,99 Mpa), plano (197,11 MPa) e ascendente distal (185,22 MPa)... . / The data about the influence of the alveolar ridge shape in the stress distribution during the association of a free-end saddle removable partial denture (FERPD) with an osseointegrated implant are inconclusive. Thus, the objective of this study was to evaluate, by bidimensional the finite element analysis (FEA), the influence of the alveolar ridge shape in the stress distribution. For this, 12 (twelve) models were created in the program AutoCAD 2005 (Autodesk Inc, USA), representing: model A (MA) - hemiarch containg only the natural tooth 33 and edentulous space for distal; model B (MB) - similar to MA with a conventional FERPD replaying the absent teeth 34, 35, 36 and 37; model C (MC) - similar to MB, however with an implant of the Sistema Bränemark (3,75 x 10,0 mm) positioned in posterior area, in order to support FERPD base; Models A1, A2, A3, A4, B1, B2, B3, B4, C1, C2, C3 and C4 were based on the respective models: A, B and C, with the numeric identification following the shape in the sagital plane, as described: distal descending (1), concave (2), plan (3) and distal ascendancy (4). The models were exported for the FEA hardware (ANSYS 8.0 Swanson Analysis Systems, Houston, PA) for numeric analysis. The loading were performance with vertical forces of 50 N. The results showed maximum displacement tendency (mm) were between models B and C: distal descending (B1 - 0.2484 mm and C1 - 0.2513 mm), plan (B3 - 0.2415 mm and C3 0.2452 mm), concave (B2 - 0.2377 mm and C2 0.2392 mm) and distal ascendancy (B4 - 0.2255 mm and C4 - 0.2293 mm); the maximum stress concentration for models B were distal descending (288,77 MPa), concave (199,99 MPa), plan (197,11 MPa) and distal ascendancy (185,22 MPa); the model C present an inversion between plan and distal ascending shape: C1 with 395,93 MPa, C2 with 341,49 MPa, C4 with 266,02 MPa and C3 with 219,58 MP... (Complete abstract, click electronic address below).

Resumo: Os dados sobre a influência da forma do rebordo alveolar na distribuição interna das tensões na associação da prótese parcial removível de extremidade livre (PPREL) com os implantes osseointegrados são inconclusivos. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar através do método dos elementos finitos (MEF) bi-dimensional, a influência do formato do rebordo alveolar na distribuição interna das tensões. Para isso, foram confeccionados 12 (doze) modelos no programa AutoCAD 2005 (Autodesk Inc, USA), sendo: Modelo A (MA) - hemiarcada com a representação do dente natural 33 e o rebordo edentado para distal; Modelo B (MB) - semelhante ao MA com uma PPREL convencional substituindo os dentes ausentes 34, 35, 36 e 37; Modelo C (MC) - semelhante ao MB, porém com um implante do Sistema Bränemark (3,75 x 10,0 mm) posicionado na região retromolar, sob a base da prótese, conferindo apenas suporte; Modelos A1, A2, A3, A4, B1, B2, B3, B4, C1, C2, C3 e C4 foram baseados nos respectivos modelos: A, B e C, com a identificação numérica seguindo a forma do rebordo alveolar no plano sagital, como descrito: descendente distal (1), côncavo (2), plano (3) e ascendente distal (4). Os modelos foram exportados para o programa de elementos finitos ANSYS 8.0 (Swanson Analysis Systems, Houston, Pa) para a análise numérica. O carregamento foi realizado com forças verticais de 50 N. Os resultados mostraram que máxima tendência ao deslocamento para os rebordos analisados ocorreu de forma semelhante entre os modelos B e C, sendo: descendente distal (B1 - 0,2484 mm e C1- 0,2513 mm), plano (B3 - 0,2415 mm e C3 0,2452 mm), côncavo (B2 - 0,2377 mm e C2 0,2392 mm) e ascendente distal (B4 - 0,2255 mm e C4 - 0,2293 mm); a máxima concentração de tensão nos modelos B apresentou a seguinte ordem: descendente distal (288,77 MPa), côncavo (199,99 Mpa), plano (197,11 MPa) e ascendente distal (185,22 MPa)... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: The data about the influence of the alveolar ridge shape in the stress distribution during the association of a free-end saddle removable partial denture (FERPD) with an osseointegrated implant are inconclusive. Thus, the objective of this study was to evaluate, by bidimensional the finite element analysis (FEA), the influence of the alveolar ridge shape in the stress distribution. For this, 12 (twelve) models were created in the program AutoCAD 2005 (Autodesk Inc, USA), representing: model A (MA) - hemiarch containg only the natural tooth 33 and edentulous space for distal; model B (MB) - similar to MA with a conventional FERPD replaying the absent teeth 34, 35, 36 and 37; model C (MC) - similar to MB, however with an implant of the Sistema Bränemark (3,75 x 10,0 mm) positioned in posterior area, in order to support FERPD base; Models A1, A2, A3, A4, B1, B2, B3, B4, C1, C2, C3 and C4 were based on the respective models: A, B and C, with the numeric identification following the shape in the sagital plane, as described: distal descending (1), concave (2), plan (3) and distal ascendancy (4). The models were exported for the FEA hardware (ANSYS 8.0 Swanson Analysis Systems, Houston, PA) for numeric analysis. The loading were performance with vertical forces of 50 N. The results showed maximum displacement tendency (mm) were between models B and C: distal descending (B1 - 0.2484 mm and C1 - 0.2513 mm), plan (B3 - 0.2415 mm and C3 0.2452 mm), concave (B2 - 0.2377 mm and C2 0.2392 mm) and distal ascendancy (B4 - 0.2255 mm and C4 - 0.2293 mm); the maximum stress concentration for models B were distal descending (288,77 MPa), concave (199,99 MPa), plan (197,11 MPa) and distal ascendancy (185,22 MPa); the model C present an inversion between plan and distal ascending shape: C1 with 395,93 MPa, C2 with 341,49 MPa, C4 with 266,02 MPa and C3 with 219,58 MP... (Complete abstract, click electronic address below). / Orientador: Eduardo Passos Rocha / Coorientador: João Antônio Pereira / Banca: Eduardo Piza Pellizzer / Banca: Renata Cunha Matheus Rodrigues Garcia / Mestre

Considerando-se a localização intra-óssea das lesões periapicais, o diagnostico clinico e dificultado e a avaliação radiográfica não fornece informações suficientes para o diagnostico de um periodonto apical sadio pós-tratamento. Dessa maneira, o objetivo deste estudo foi comparar os achados radiográficos e por tomografia computadorizada de feixe cônico com a avaliação microscópica após tratamento de canais radiculares em dentes de cães e avaliar a participação das metaloproteinases da matriz (MMPs) na lesão periapical e nos tecidos em processo de reparação, assim como em cistos e granulomas periapicais obtidos de humanos. A seguir, os mecanismos envolvidos na cementogênese apical foram investigados utilizando células do ligamento periodontal de humanos. Foram induzidas lesões periapicais em dentes de cães e o tratamento endodôntico foi realizado em sessão única ou apos utilização de um curativo de demora a base de hidróxido de cálcio [Ca(OH)2]. Avaliações radiográficas e tomográficas foram realizadas previamente, após a indução das lesões periapicais e 180 dias apos o tratamento endodôntico. Os tecidos periapicais foram avaliados por meio de microscopia de luz, imunofluorescência, imunoistoquímica e RT-PCR em tempo real. In vitro, células do ligamento periodontal foram utilizadas para avaliar os efeitos da estimulação com Ca(OH)2 nos processos de migração, proliferação, diferenciação celular e mineralização. As vias de sinalização envolvidas na diferenciação cementoblastica foram investigadas por meio de inibidores bioquímicos da via das proteínas quinases ativadoras de mitose (MAPK), bloqueadores de canais de cálcio e silenciadores de RNA para proteínas quinases reguladas por sinal extracelular (ERK-1 / ERK-2). De acordo com os resultados obtidos, a tomografia computadorizada permitiu a detecção de lesões periapicais com maior sensibilidade e acuracia que a radiografia periapical convencional, utilizando-se a avaliação microscópica como padrão-ouro. Histologicamente, as lesões periapicais experimentalmente induzidas apresentaram bactérias distribuídas pelo sistema de canais radiculares e lacunas de reabsorção do cemento e estavam associadas a desorganização das fibras colágenas e alta expressão de MMPs. A presença das MMPs em processos inflamatórios periapicais de humanos (cistos e granulomas) foi confirmada. Nos dentes com lesão periapical submetidos ao tratamento endodôntico em sessão única o desfecho do tratamento endodôntico foi caracterizado pela manutenção ou progressão da lesão periapical e alta expressão de MMPs. Por outro lado, nos dentes submetidos ao tratamento endodôntico utilizando o Ca(OH)2 como curativo de demora, maior numero de espécimes apresentaram regressão da lesão periapical e houve modulação da expressão de MMPs pelo tratamento. Neste grupo foi evidenciada neoformação de cemento no forame apical. Células do ligamento periodontal estimuladas com Ca(OH)2 expressaram proteínas especificas de cementoblastos (CEMP-1, CAP) e foram capazes de sintetizar nódulos de mineralização, mediados via ERK MAPK. A ação do Ca(OH)2 ocorreu via canais de cálcio, uma vez que o bloqueio destes canais inibiu a fosforização de ERK-1 e ERK-2 e, portanto, a expressão de CEMP-1 e CAP. CEMP-1 estimulou a migração, proliferação e mineralização mediada por células, exercendo um papel central na cementogenese, uma vez que o bloqueio de CEMP-1 inibiu a migração celular e mineralização. Juntos, estes resultados permitem concluir que a tomografia computadorizada e superior a radiografia periapical convencional para detecção de lesões periapicais refratarias ao tratamento de canais radiculares. Ainda, o tratamento endodôntico realizado utilizando o hidróxido de cálcio como curativo de demora propiciou um reparo apical e periapical mais favorável do que o tratamento endodôntico em sessão única, possivelmente devido a capacidade do Ca(OH)2 induzir a diferenciação de células do ligamento em células com um fenótipo cementoblastico e posterior mineralização. / Clinical diagnosis of apical periodontitis is difficult due to the intraosseous nature of the disease and radiographic evaluation does not provide sufficient information to determine a healthy apical periodontium following root canal therapy. Therefore, the aim of this study was to compare the radiographic and cone beam computed tomographic findings with microscopic evaluation following root canal treatment in dogs teeth. Then, the presence of matrix metalloproteinases (MMPs) in apical periodontitis and during the healing phase following treatment was evaluated and compared to the expression of MMPs in periapical cysts and granulomas obtained from human. Finally, the mechanisms involved in apical cementogenesis were investigated using human periodontal ligament cells. Apical periodontitis was induced in dogs teeth and then root canal treatment was performed in a single visit or using calcium hydroxide [Ca(OH)2] as the root canal dressing. Tomographic and radiographic evaluations were performed prior to and following induction of apical periodontitis, and 180 days following root canal therapy. Periapical tissues were evaluated by conventional light microscopy, immunofluorescence, immunohistochemistry, and real time RT-PCR. In vitro, periodontal ligament cells were used to evaluate the effects of Ca(OH)2 treatment on cell migration, proliferation, differentiation, and mineralization. The signaling pathways triggered by treatment with Ca(OH)2 were investigated using mitogen activated protein kinase (MAPK) biochemical inhibitors, calcium channel blockers, and extracellular regulated protein kinase (ERK-1 / ERK-2) silencing RNAs. Based on the results obtained, apical periodontitis was detected with higher sensitivity and accuracy by means of cone beam computed tomography compared to conventional periapical radiographs, using microscopic evaluation as the gold standard. Histological evaluation revealed that teeth with apical periodontitis presented microorganisms throughout the root canal system and in areas with resorption of cementum. Apical periodontitis was characterized by collagen fiber disorganization and high expression of MMPs. The presence and activity of MMPs was confirmed in periapical inflammatory diseases (cysts and granulomas) obtained from humans. Root canal treatment outcome was characterized by maintenance or progression of apical periodontitis and high expression of MMPs in teeth submitted to root canal treatment in a single visit, whereas root canal treatment outcome in teeth submitted to root canal treatment using Ca(OH)2 as the root canal dressing, higher number of teeth presented reduced apical periodontitis and lower expression of MMPs. In this group, cementum neogenesis was evident in the apical foramina. Periodontal ligament cells stimulated with Ca(OH)2 expressed cementoblastic specific proteins (CEMP-1, CAP) and were able to synthesize mineralized nodules via ERK MAPK. The effects of Ca(OH)2 occurred via calcium channels, since their blockade prevented ERK-1 and ERK-2 phosphorylation and therefore expression of CEMP-1 and CAP. CEMP-1 stimulated cell migration, proliferation, and mineralization and it was central to cementogenesis because blockade of activity of CEMP-1 prevented cell migration and mineralization. Taken together, these findings demonstrate that cone beam computed tomography is superior to conventional periapical radiography for detection of refractory apical periodontitis. Furthermore, the root canal treatment using Ca(OH)2 as the root canal dressing permitted a more favorable outcome than the root canal treatment performed in a single visit, probably due to the ability of Ca(OH)2 induce cementoblastic differentiation of periodontal ligament cells and mineralization.