A desmineralização óssea superficial tem se demonstrado favorável à consolidação de enxertos e ao comportamento celular, entretanto os mecanismos envolvidos ainda não estão esclarecidos. Os subsídios para o embasamento biológico da desmineralização, proporcionado por publicações anteriores, sugeriram que modificações na superfície óssea teriam influenciado o comportamento de pré-osteoblastos em cultura. Assim, este estudo objetivou comparar o efeito de duas concentrações de ácido cítrico na desmineralização de superfícies ósseas onde foram cultivadas células pré-osteoblásticas (MC3T3-E1), e analisar parâmetros de superfície comparando superfícies desmineralizadas a não desmineralizadas. Setenta amostras ósseas bicorticais foram removidas das calvárias de 35 ratos e divididas em grupos para as análises: 1) Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) para avaliação da área de recobrimento e espessura da camada de células sobre as amostras (n = 15) durante 24, 48 e 72 horas: Grupo AC.10 amostras desmineralizadas por 30 segundos com ácido cítrico 10 %; Grupo AC.50 amostras desmineralizadas por 30 segundos com ácido cítrico 50 %; e Grupo C (controle) amostras não desmineralizadas; 2) Microscopia Confocal para análise da área de expressão e intensidade de fluorescência das BMP-2, -4 e -7: AC.10 seis amostras desmineralizadas conforme item 1); AC.50 seis amostras desmineralizadas conforme item 1); C três amostras não desmineralizadas; 3) Microscopia Confocal para análise da rugosidade superficial média (Ra e Sa): Grupos AC.10 e AC.50 com cinco amostras cada, desmineralizadas conforme o item 1), sendo cada amostra seu próprio controle (análises antes e depois da desmineralização). Também foram avaliadas as distâncias entre picos (P-P) e entre picos e vales (P-V) antes e depois da desmineralização; 4) Microscopia Eletrônica de Varredura / Espectroscopia de Energia Dispersiva (MEV / EDS) para análise da composição superficial: mesmas amostras do item 3) foram avaliadas antes e depois da desmineralização quanto à porcentagem atômica (%A) de carbono, oxigênio, magnésio, fósforo, enxofre e cálcio. Análises estatísticas foram feitas adotando nível de significância de 95 %. Amostras desmineralizadas apresentaram células morfologicamente em estágios mais avançados de diferenciação do que as não desmineralizadas. A área de recobrimento superficial foi significantemente maior após 24 horas de cultura nos grupos teste do que no controle e a espessura da camada de células também foi maior nos grupos teste às 48 e 72 horas. Houve significantemente maior expressão de BMP-2 e -7 nos grupos teste do que no controle e, apenas AC.10 demonstrou maior expressão de BMP-4 do que os demais grupos, sem significância em relação a AC.50. Os parâmetros de superfície Ra e Sa foram inconclusivos, mas P-P e P-V diminuíram consideravelmente após a desmineralização para distâncias compatíveis com superfícies favoráveis à adesão e diferenciação celular. A análise da composição química superficial revelou diminuição da %A de enxofre e magnésio nos grupos teste. A concentração do ácido, embora não tenha apresentado diferença significante para a maioria das análises, pareceu ter influência positiva nos resultados para o ácido cítrico 10 %. Concluiu-se que a desmineralização superficial parece promover a proliferação e diferenciação celular, proporcionando superfícies com características de composição e topografia que favorecem o comportamento celular verificado. / The superficial bone demineralization has proved to be a favorable procedure for bone grafts consolidation and cell behavior, however the underlying mechanisms have not been clarified yet. Therefore, this study aimed to compare the effect of two concentrations of citric acid on demineralization of bone surfaces where pre-osteoblastic cells (MC3T3-E1) were cultivated, and analyze surface parameters comparing demineralized bone surfaces with non-demineralized surfaces. Seventy bicortical bone samples were harvested from the calvaria of 35 rats and divided into groups as follows: 1) Scanning Electron Microscopy (SEM) to evaluate the coating area and thickness of cells layers cultured on the samples (n = 15) for 24, 48, and 72 hours: Group CA.10 samples demineralized for 30 seconds with 10 % citric acid; Group CA.50 samples demineralized for 30 seconds with 50 % citric acid, and Group C (control) non-demineralized samples; 2) Confocal Microscopy for analysis of expression area and intensity of fluorescence of BMP-2, -4, and -7: CA.10 six samples demineralized as item 1); CA.50 six samples demineralized as item 1); Group C three non-demineralized samples; 3) Confocal Microscopy for surface mean roughness analysis (Ra and Sa): Groups CA.10 and CA.50 made up of five samples each and demineralized according to item 1), each sample was its own control (analysis before and after demineralization). The distances between peaks (P-P) and between peaks and valleys (P-V) were also evaluated before and after demineralization; 4) Scanning Electron Microscopy / Energy dispersive Spectroscopy (SEM / EDS) to analyze the surface composition: the same samples of item 3) were evaluated before and after demineralization for atomic percentage (%A) of carbon, oxygen, magnesium, phosphorus, sulfur and calcium. Statistical test was made by adopting the 95 % significance level. Demineralized samples showed cells with morphology in the later stages of differentiation than non-demineralized ones. The coating surface area by cells was significantly higher after 24 hours of culture in the test groups than in the control and the thickness of the layers were also greater in the test groups at 48 and 72 hours of evaluation. There was significantly higher expression of BMP-2 and -7 in test groups than in the control group, and only the CA.10 group showed higher BMP-4 expression than the other groups, but the difference was not statistically significant compared to the CA.50 group. Ra and Sa surface parameters were inconclusive, however P-P and P-V decreased considerably after demineralization to distances compatible with surfaces favorable to cell adhesion and cell differentiation. The chemical composition analysis of the surfaces revealed a decrease in the %A for sulfur and magnesium in test groups. Although the acid concentration did not shown significant difference for most analysis, it seemed to have a positive influence for the results with citric acid 10 %. It was concluded that the surface demineralization seems to promote cell proliferation and differentiation, providing surfaces with composition and topography that can favor observed cell behavior.

A desmineralização óssea superficial tem se demonstrado favorável à consolidação de enxertos e ao comportamento celular, entretanto os mecanismos envolvidos ainda não estão esclarecidos. Os subsídios para o embasamento biológico da desmineralização, proporcionado por publicações anteriores, sugeriram que modificações na superfície óssea teriam influenciado o comportamento de pré-osteoblastos em cultura. Assim, este estudo objetivou comparar o efeito de duas concentrações de ácido cítrico na desmineralização de superfícies ósseas onde foram cultivadas células pré-osteoblásticas (MC3T3-E1), e analisar parâmetros de superfície comparando superfícies desmineralizadas a não desmineralizadas. Setenta amostras ósseas bicorticais foram removidas das calvárias de 35 ratos e divididas em grupos para as análises: 1) Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) para avaliação da área de recobrimento e espessura da camada de células sobre as amostras (n = 15) durante 24, 48 e 72 horas: Grupo AC.10 amostras desmineralizadas por 30 segundos com ácido cítrico 10 %; Grupo AC.50 amostras desmineralizadas por 30 segundos com ácido cítrico 50 %; e Grupo C (controle) amostras não desmineralizadas; 2) Microscopia Confocal para análise da área de expressão e intensidade de fluorescência das BMP-2, -4 e -7: AC.10 seis amostras desmineralizadas conforme item 1); AC.50 seis amostras desmineralizadas conforme item 1); C três amostras não desmineralizadas; 3) Microscopia Confocal para análise da rugosidade superficial média (Ra e Sa): Grupos AC.10 e AC.50 com cinco amostras cada, desmineralizadas conforme o item 1), sendo cada amostra seu próprio controle (análises antes e depois da desmineralização). Também foram avaliadas as distâncias entre picos (P-P) e entre picos e vales (P-V) antes e depois da desmineralização; 4) Microscopia Eletrônica de Varredura / Espectroscopia de Energia Dispersiva (MEV / EDS) para análise da composição superficial: mesmas amostras do item 3) foram avaliadas antes e depois da desmineralização quanto à porcentagem atômica (%A) de carbono, oxigênio, magnésio, fósforo, enxofre e cálcio. Análises estatísticas foram feitas adotando nível de significância de 95 %. Amostras desmineralizadas apresentaram células morfologicamente em estágios mais avançados de diferenciação do que as não desmineralizadas. A área de recobrimento superficial foi significantemente maior após 24 horas de cultura nos grupos teste do que no controle e a espessura da camada de células também foi maior nos grupos teste às 48 e 72 horas. Houve significantemente maior expressão de BMP-2 e -7 nos grupos teste do que no controle e, apenas AC.10 demonstrou maior expressão de BMP-4 do que os demais grupos, sem significância em relação a AC.50. Os parâmetros de superfície Ra e Sa foram inconclusivos, mas P-P e P-V diminuíram consideravelmente após a desmineralização para distâncias compatíveis com superfícies favoráveis à adesão e diferenciação celular. A análise da composição química superficial revelou diminuição da %A de enxofre e magnésio nos grupos teste. A concentração do ácido, embora não tenha apresentado diferença significante para a maioria das análises, pareceu ter influência positiva nos resultados para o ácido cítrico 10 %. Concluiu-se que a desmineralização superficial parece promover a proliferação e diferenciação celular, proporcionando superfícies com características de composição e topografia que favorecem o comportamento celular verificado. / The superficial bone demineralization has proved to be a favorable procedure for bone grafts consolidation and cell behavior, however the underlying mechanisms have not been clarified yet. Therefore, this study aimed to compare the effect of two concentrations of citric acid on demineralization of bone surfaces where pre-osteoblastic cells (MC3T3-E1) were cultivated, and analyze surface parameters comparing demineralized bone surfaces with non-demineralized surfaces. Seventy bicortical bone samples were harvested from the calvaria of 35 rats and divided into groups as follows: 1) Scanning Electron Microscopy (SEM) to evaluate the coating area and thickness of cells layers cultured on the samples (n = 15) for 24, 48, and 72 hours: Group CA.10 samples demineralized for 30 seconds with 10 % citric acid; Group CA.50 samples demineralized for 30 seconds with 50 % citric acid, and Group C (control) non-demineralized samples; 2) Confocal Microscopy for analysis of expression area and intensity of fluorescence of BMP-2, -4, and -7: CA.10 six samples demineralized as item 1); CA.50 six samples demineralized as item 1); Group C three non-demineralized samples; 3) Confocal Microscopy for surface mean roughness analysis (Ra and Sa): Groups CA.10 and CA.50 made up of five samples each and demineralized according to item 1), each sample was its own control (analysis before and after demineralization). The distances between peaks (P-P) and between peaks and valleys (P-V) were also evaluated before and after demineralization; 4) Scanning Electron Microscopy / Energy dispersive Spectroscopy (SEM / EDS) to analyze the surface composition: the same samples of item 3) were evaluated before and after demineralization for atomic percentage (%A) of carbon, oxygen, magnesium, phosphorus, sulfur and calcium. Statistical test was made by adopting the 95 % significance level. Demineralized samples showed cells with morphology in the later stages of differentiation than non-demineralized ones. The coating surface area by cells was significantly higher after 24 hours of culture in the test groups than in the control and the thickness of the layers were also greater in the test groups at 48 and 72 hours of evaluation. There was significantly higher expression of BMP-2 and -7 in test groups than in the control group, and only the CA.10 group showed higher BMP-4 expression than the other groups, but the difference was not statistically significant compared to the CA.50 group. Ra and Sa surface parameters were inconclusive, however P-P and P-V decreased considerably after demineralization to distances compatible with surfaces favorable to cell adhesion and cell differentiation. The chemical composition analysis of the surfaces revealed a decrease in the %A for sulfur and magnesium in test groups. Although the acid concentration did not shown significant difference for most analysis, it seemed to have a positive influence for the results with citric acid 10 %. It was concluded that the surface demineralization seems to promote cell proliferation and differentiation, providing surfaces with composition and topography that can favor observed cell behavior.

INTRODUÇÃO: O uso da laserterapia concernente ao estímulo da formação óssea e da revascularização tem tornado objeto de estudo na área de saúde. OBJETIVO: O presente trabalho in vivo teve como objetivo avaliar quantitativamente os efeitos do laser de baixa potência (LBP) na remodelação óssea após a expansão rápida da maxila (ERM) em ratos jovens, através da expressão do RNAm dos genes RANK, RANK-L, Osteoprotegerina (OPG), e o Fator do Crescimento do Endotélio Vascular (VEGF) bem como a análise histológica. MATERIAL E MÉTODO: Utilizou-se 105 ratos Wistar (Rattus norvegicus, albinus), machos, divididos em 4 grupos: Grupo Controle (n=10) animais não tratados (sem ERM e sem aplicação do LBP; Grupo Experimental I (n=40) animais que tiveram apenas a ERM; sendo 25 animais sacrificados nos dias 1, 2, 3, 7, e 10 dias após a ERM para análise com RT-PCR e western blotting e 15 animais foram sacrificados nos dias 0, 7 e 10 dias para análise histológica; Grupo Experimental II (n=40) animais que tiveram ERM + LBP com diodo de Ga-Al-As (Gálio-Alumínio-Arsênio:160J/cm2) no primeiro dia do experimento; os animais foram sacrificados nos mesmos períodos que o Grupo Experimental I; Experimental III (n=15) animais que receberam 3 aplicações de LBP após ERM, totalizando 480J/cm2. Os animais foram sacrificados nos dias 3, 7 e 10 dias após a ERM para análise com RT-PCR e western blotting. A extração do RNAt da maxila foi feita com trizol. A síntese da fita de DNA complementar (cDNA) foi feita a partir de 1&#181;g de RNA, por meio de uma reação de transcrição reversa, com a utilização da enzima transcriptase reversa, e a análise da expressão gênica foi realizada pela reação em cadeia pela polimerase em tempo real (qRT-PCR) no sistema TaqMan®. A análise protéica do VEGF, RANK, RANK-L e OPG foi realizada por meio da técnica western blotting. O teste de variância (ANOVA) foi usado comparando os grupos entre si e inter-grupos seguida pelo teste complementar de Tukey, com nível de significância de 5%. RESULTADOS: A separação dos incisivos induzida pela ERM foi semelhante nos grupos experimentais I e II, o espaço entre os incisivos foi mantido durante toda a fase experimental, e não houve diferença significativa entre os grupos laser e não-laser (p<0,05), demostramdo a eficiência da metodologia usada para abertura da sutura palatina mediana. Para o grau de abertura da sutura, foi quantificada, a área de abertura sutural em todos os grupos após a ERM, e observou-se aumentou significativo comparado com o grupo controle, sendo que no grupo de laser o grau de abertura final foi significativamente menor no grupo laser do que não-laser aos 7 e 14 dias, mostrando que a formação óssea no grupo laser foi mais acelerada, o que pode ser comprovado com os dados histológicos, demonstrando que o laser acelerou o processo de formação óssea. Em relação à expressão relativa dos genes RANK/RANK-L/OPG tanto o grupo com laser quanto o sem-laser mostraram um aumento significativo da expressão comparado ao grupo controle (p < 0,05), principalmente nos períodos iniciais e quando comparou-se o grupo irradiado com o não irradiado observou-se que no grupo com laser houve uma maior expressão desses genes do que no grupo sem laser. CONCLUSÃO: Os resultados sugerem que a formação óssea após a ERM foi observada dentro da sutura palatina e o uso do LBP influenciou a formação óssea acelerando o processo de osteogênese durante a fase inicial do experimento. / BACKGROUND: The use of low-level laser terapy with bone stimulation has been studied in the health science field. OBJECTIVE: The aim of the present in vivo study was to quantitatively evaluate the effects of low-level laser therapy (LLLT) on bone healing after rapid maxillary expansion (RME) in young rats, and the RANK, RANK-L, OPG and VEGF gene expressions; and histological analyses. MATERIALS and METHODS: A total of 105 rats Wistar (Rattus norvegicus, albinus), male were assigned tofour groups: Control Group (n=10) with no treatment (no RME and no LLLT); Experimental I (n=40) with RME without LLLT: 25 animals were euthanized at days 1, 2, 3, 7 and 10 after RME for real time reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) and western blotting analysis and 15 animals were euthanized at days 0, 7 and 10 after RME for histological evaluation; Experimental II (n=40) with RME and LLLT (160J/cm2): animals were euthanized at the same periods described for Experimental I. Experimental III (n=15) with RME and 3 aplication of LLLT (480J/cm2): animals were euthanized at days 3, 7 and 10 after RME for real time reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) and western blotting analysis. Part of the sample was kept at -80&#176;C for genes expression and protein production, and another for histological analysis. The total RNA was extracted using trizol. Complementary DNA (cDNA) was synthesized using 1&#181;g of RNA in a reverse transcription reaction and for genes expression we used RT-PCR in the TaqMan® system. The RANK, RANK-L, OPG, and VEGF and proteins analysis was made using western blotting. The ANOVA and Tukey tests were used and significance level was set at 5%. RESULTS: The expansion-induced opening of the incisors was similar among the groups, the space between the incisors was kept during all the experimental phase and there was no difference between laser and no laser therapy groups (p<0,05) showing that this methodology was efficient to open the palatine suture. The the opened along the suture was quantified, the area in all RME groups significantly increased compared with control group. Following laser therapy, the palatal suture opening decreased at 7 and 14 days, showing that bone formation in laser group was accelerate, and it was proved with histological analysis, that showed that LLLT accelerated bone formation. Regarding RANK/RANK-L/OPG gene expression, both laser and no-laser therapy groups showed a significant increased in these genes expression, compared to the control group, mainly at the initial periods of healing. Laser therapy group showed a higher expression of these genes than no laser group. CONCLUSIONS: The results suggest that bone formation after RME was observed within palatal suture and the application of the LLLT influenced bone formation accelerating the process of bone mineralization during the initial experimental phase.

INTRODUÇÃO: O uso da laserterapia concernente ao estímulo da formação óssea e da revascularização tem tornado objeto de estudo na área de saúde. OBJETIVO: O presente trabalho in vivo teve como objetivo avaliar quantitativamente os efeitos do laser de baixa potência (LBP) na remodelação óssea após a expansão rápida da maxila (ERM) em ratos jovens, através da expressão do RNAm dos genes RANK, RANK-L, Osteoprotegerina (OPG), e o Fator do Crescimento do Endotélio Vascular (VEGF) bem como a análise histológica. MATERIAL E MÉTODO: Utilizou-se 105 ratos Wistar (Rattus norvegicus, albinus), machos, divididos em 4 grupos: Grupo Controle (n=10) animais não tratados (sem ERM e sem aplicação do LBP; Grupo Experimental I (n=40) animais que tiveram apenas a ERM; sendo 25 animais sacrificados nos dias 1, 2, 3, 7, e 10 dias após a ERM para análise com RT-PCR e western blotting e 15 animais foram sacrificados nos dias 0, 7 e 10 dias para análise histológica; Grupo Experimental II (n=40) animais que tiveram ERM + LBP com diodo de Ga-Al-As (Gálio-Alumínio-Arsênio:160J/cm2) no primeiro dia do experimento; os animais foram sacrificados nos mesmos períodos que o Grupo Experimental I; Experimental III (n=15) animais que receberam 3 aplicações de LBP após ERM, totalizando 480J/cm2. Os animais foram sacrificados nos dias 3, 7 e 10 dias após a ERM para análise com RT-PCR e western blotting. A extração do RNAt da maxila foi feita com trizol. A síntese da fita de DNA complementar (cDNA) foi feita a partir de 1&#181;g de RNA, por meio de uma reação de transcrição reversa, com a utilização da enzima transcriptase reversa, e a análise da expressão gênica foi realizada pela reação em cadeia pela polimerase em tempo real (qRT-PCR) no sistema TaqMan®. A análise protéica do VEGF, RANK, RANK-L e OPG foi realizada por meio da técnica western blotting. O teste de variância (ANOVA) foi usado comparando os grupos entre si e inter-grupos seguida pelo teste complementar de Tukey, com nível de significância de 5%. RESULTADOS: A separação dos incisivos induzida pela ERM foi semelhante nos grupos experimentais I e II, o espaço entre os incisivos foi mantido durante toda a fase experimental, e não houve diferença significativa entre os grupos laser e não-laser (p<0,05), demostramdo a eficiência da metodologia usada para abertura da sutura palatina mediana. Para o grau de abertura da sutura, foi quantificada, a área de abertura sutural em todos os grupos após a ERM, e observou-se aumentou significativo comparado com o grupo controle, sendo que no grupo de laser o grau de abertura final foi significativamente menor no grupo laser do que não-laser aos 7 e 14 dias, mostrando que a formação óssea no grupo laser foi mais acelerada, o que pode ser comprovado com os dados histológicos, demonstrando que o laser acelerou o processo de formação óssea. Em relação à expressão relativa dos genes RANK/RANK-L/OPG tanto o grupo com laser quanto o sem-laser mostraram um aumento significativo da expressão comparado ao grupo controle (p < 0,05), principalmente nos períodos iniciais e quando comparou-se o grupo irradiado com o não irradiado observou-se que no grupo com laser houve uma maior expressão desses genes do que no grupo sem laser. CONCLUSÃO: Os resultados sugerem que a formação óssea após a ERM foi observada dentro da sutura palatina e o uso do LBP influenciou a formação óssea acelerando o processo de osteogênese durante a fase inicial do experimento. / BACKGROUND: The use of low-level laser terapy with bone stimulation has been studied in the health science field. OBJECTIVE: The aim of the present in vivo study was to quantitatively evaluate the effects of low-level laser therapy (LLLT) on bone healing after rapid maxillary expansion (RME) in young rats, and the RANK, RANK-L, OPG and VEGF gene expressions; and histological analyses. MATERIALS and METHODS: A total of 105 rats Wistar (Rattus norvegicus, albinus), male were assigned tofour groups: Control Group (n=10) with no treatment (no RME and no LLLT); Experimental I (n=40) with RME without LLLT: 25 animals were euthanized at days 1, 2, 3, 7 and 10 after RME for real time reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) and western blotting analysis and 15 animals were euthanized at days 0, 7 and 10 after RME for histological evaluation; Experimental II (n=40) with RME and LLLT (160J/cm2): animals were euthanized at the same periods described for Experimental I. Experimental III (n=15) with RME and 3 aplication of LLLT (480J/cm2): animals were euthanized at days 3, 7 and 10 after RME for real time reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) and western blotting analysis. Part of the sample was kept at -80&#176;C for genes expression and protein production, and another for histological analysis. The total RNA was extracted using trizol. Complementary DNA (cDNA) was synthesized using 1&#181;g of RNA in a reverse transcription reaction and for genes expression we used RT-PCR in the TaqMan® system. The RANK, RANK-L, OPG, and VEGF and proteins analysis was made using western blotting. The ANOVA and Tukey tests were used and significance level was set at 5%. RESULTS: The expansion-induced opening of the incisors was similar among the groups, the space between the incisors was kept during all the experimental phase and there was no difference between laser and no laser therapy groups (p<0,05) showing that this methodology was efficient to open the palatine suture. The the opened along the suture was quantified, the area in all RME groups significantly increased compared with control group. Following laser therapy, the palatal suture opening decreased at 7 and 14 days, showing that bone formation in laser group was accelerate, and it was proved with histological analysis, that showed that LLLT accelerated bone formation. Regarding RANK/RANK-L/OPG gene expression, both laser and no-laser therapy groups showed a significant increased in these genes expression, compared to the control group, mainly at the initial periods of healing. Laser therapy group showed a higher expression of these genes than no laser group. CONCLUSIONS: The results suggest that bone formation after RME was observed within palatal suture and the application of the LLLT influenced bone formation accelerating the process of bone mineralization during the initial experimental phase.