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A regeneração óssea guiada é usada na reparação de defeitos ósseos com suficiente evidência de sucesso. Dentro desta técnica, os xenoenxertos são uma boa opção devido as suas características e segurança para o paciente. Todavia, estudos para melhorar as propriedades dos substitutos ósseos para a formação adequada de novo osso são constantes. Os bisfosfonatos (BPs) são análogos sintéticos dos pirofosfatos, constituem a primeira linha de tratamento para algumas desordens ósseas e tem sido utilizado com sucesso para reduzir o risco de fratura e melhorar a qualidade de vida dos pacientes. Os efeitos adversos e benefícios dos BPs são amplamente estudados. Está comprovado que os BPs inibem a reabsorção óssea reduzindo a atividade dos osteoclastos, mas também que as células osteoblásticas na presença de BPs que contêm nitrogênio aumentam sua proliferação e sua diferenciação na linhagem osteoblástica, promovendo mineralização além de inibir a apoptose de osteócitos e osteoblastos. Neste trabalho estudou-se o efeito do alendronato administrado local e sistemicamente na regeneração óssea com xenoenxerto porcino em ratos com defeitos críticos no osso parietal. Foram usados sessenta ratos Wistar albinos, distribuídos em três grupos (n=20), sendo que o grupo controle (GC) teve o defeito tratado apenas com xenoenxerto, o grupo experimental XE-ALNL que recebeu o xenoenxerto previamente hidratado com alendronato sódico, e o terceiro grupo, XE-ALNS, recebeu xenoenxerto com administração sistêmica diária de alendronato. As amostras foram fixadas, descalcificadas e processadas para análise histológica em microscopia de luz, histoquímica para fosfatase ácida tartarato-resistente (TRAP), e imuno-histoquímica para osteopontina (OPN). Determinou-se que o uso de alendronato potencializa a formação de novo osso. O que pode ser explicado pelo efeito conservador do alendronato no xenoenxerto prolongando seu efeito osteocondutor. Os resultados do grupo XE-ALNL mostraram que o efeito do alendronato sódico usado na hidratação do xenoenxerto colocado no defeito provocou uma maior formação de novo osso primário, tanto ao redor das bordas que limitavam o defeito como dos grânulos de xenoenxerto, quando comparado ao GC e ao grupo XE-ALNS, para os dois períodos avaliados (30 e 60 dias). Ainda que no grupo XE-ALNS nas amostras avaliadas para o período de 30 dias seu padrão foi similar ao GC, no período de 60 dias se observou maior quantidade de osso novo em relação ao GC no mesmo período. A presença de tecido conjuntivo com suas fibras colágenas entre os grânulos do xenoenxerto foi confirmada com a coloração de tricrômico de Mallory. A imunomarcação de OPN mostrou as áreas de osso primário formadas, bem como a presença de algumas linhas cimentantes. A escassa presença de osteoclastos evidenciou a baixa taxa de reabsorção dos grânulos do xenoenxerto nos períodos avaliados. / Guided bone regeneration is used in treatment for repairing bone defects with proven evidence of success. Within this technique, xenografts are a good alternative because of its characteristics and safety for the patient; however, studies aiming to enhance the properties of bone substitutes for proper formation of new bone is continuous. Bisphosphonates (BPs) are synthetic analogues of pyrophosphates, they represent the first line of treatment for some bone disorders. They have been successfully used to reduce the risk of fracture and improve the quality of life for patients, its adverse effects and benefits are widely studied. It has been established that BPs inhibit bone resorption by reducing osteoclast activity but also that osteoblastic cells in the presence of nitrogen-containing BPs increase their proliferation and differentiation in the osteoblastic lineage, inducing mineralization, and inhibiting apoptosis of osteocytes and osteoblasts. This study investigated the effect of alendronate administered locally and systemically on bone regeneration with porcine xenograft in rats with critical defects (5 mm in diameter) made in the parietal bone. Sixty Wistar albino rats were divided into three groups (n=20): control group (CG) with defect treated only with xenograft, XE-ALNL group received xenograft previously hydrated in 1 mg/ml of alendronate sodium, and the third group, XE-ALNS, received xenograft with daily systemic administration of alendronate (2.5 mg / kg). Each experimental group was randomly divided into two sub-groups (n=10): in the first sub-group of each experimental group the animals were sacrificed after 30 days and in the second after 60 days. The samples were fixed, decalcified and processed for light microscopic analysis, histochemistry for tartrate-resistance acid phosphatase (TRAP), and immunohistochemistry for osteopontin (OPN). The results of the XE-ALNL group showed that the effect of sodium alendronate used in the hydration of the xenograft placed in the defect caused a superior formation of new primary bone, both around the edges that limited the defect and the xenograft granules, when compared to CG and the XE-ALNS groups, for both periods of 30 and 60 days. For the XE-ALNS group even though smaller amount of primary bone was formed when compared to XE-ALNL at 30 and 60 days, its pattern was similar to the CG at 30 days; however, for the 60 days sub-group a greater amount of new bone was observed when compared to the CG in the same period. The presence of connective tissue with its collagen fibers between the granules of the xenograft was confirmed with Mallory\'s trichrome staining. The OPN immunolabeling showed the areas of primary bone formed, as well as the presence of cement lines. The low osteoclast presence indicated a low rate of xenografts reabsorption in the evaluated periods.

Fundamento: Fratura é ocorrência frequente em lesados medulares, em virtude da acentuada osteoporose, o que compromete o esqueleto como um todo e a consolidação óssea da fratura, em particular, o que resulta em calo ósseo de má qualidade, ou mesmo surgirem anomalias de consolidação. Assim, são importantes a busca e a avaliação de intervenções terapêuticas que possam melhorar o reparo ósseo nessa população. Objetivo: Avaliar os resultados da administração de alendronato de sódio, paratormônio e ultrassom de baixa intensidade na qualidade do calo ósseo de fraturas diafisárias do fêmur de ratos previamente submetidos à lesão medular. Material e Métodos: 75 ratos machos foram distribuídos em 05 grupos (n=15): (1) CON: ratos normais submetidos à fratura do fêmur; (2) LM: ratos com lesão medular e fratura; (3) LM+ALE: ratos com lesão medular, fratura e tratamento com alendronato de sódio; (4) LM+PTH: ratos com lesão medular, fratura e tratamento com paratormônio e (5) LM+US: ratos com lesão medular, fratura e tratamento com ultrassom. A medula espinhal foi completamente seccionada no nível da décima vértebra torácica (T10). No grupo controle (Sham) a medula foi apenas exposta, mas não seccionada. A fratura do fêmur foi realizada 10 dias após a produção da lesão medular. Sua localização foi na diáfise femoral, seguida de fixação com fio de aço no canal medular. A terapêutica em cada grupo foi aplicada durante as duas semanas seguintes à fratura. A avaliação da qualidade óssea e do calo foi feita por imagens de DEXA, microtomografia computadorizada (?CT), histologia, histomorfometria, imunoistoquímica (OPG, RANK e RANKL), resistência mecânica, PCR em tempo real para avaliar a expressão gênica e ELISA (OPG e IGF-1). Resultados: A lesão medular afetou gravemente a qualidade óssea com deterioração da microarquitetura óssea e redução da densidade mineral óssea, além de prejuízo da resistência mecânica. Houve redução da expressão dos genes de formação óssea e aumento da reabsorção, com alteração fenotípica. O processo de consolidação ocorreu predominantemente por ossificação intramembranosa nos animais paraplégicos. No entanto, a qualidade do calo foi pobre, em relação aos animais que não sofrem a lesão. Por outro lado, o uso de recursos terapêuticos como o alendronato de sódio, paratormônio e ultrassom de baixa intensidade foi capaz de recuperar muitas das propriedades microarquiteturais, celulares e mecânicas do osso não fraturado. De forma semelhante, osrecursos farmacológicos e mecânico utilizados neste estudo atuaram positivamente no processo de consolidação uma vez que houve aumento na densidade do calo, melhora da sua microarquitetura, e atividade celular, além do aumento na resistência aos esforços mecânicos. Em resumo, a lesão medular causou grave deterioração do tecido ósseo e modificações no processo de consolidação que, foram amenizadas e até normalizadas pela administração de alendronato de sódio, paratormônio e ultrassom. Conclusão: Os recursos terapêuticos acima citados foram benéficos para a recuperação do tecido ósseo intacto e para melhorar a qualidade do calo ósseo, após a deterioração causada pela lesão medular. / Background: Bone fracture is a frequent event in individuals with spinal cord injury (SCI) as a consequence of the marked reduction in bone mass and quality. SCI-induced bone loss may also induce changes in bone healing, leading to a poor callus formation and even non-unions. Therefore, the search for therapeutic interventions that may improve bone healing in this particular population may have a remarkable clinical importance. Purpose: To evaluate the influence of sodium alendronate, parathyroid hormone and low intensity ultrasound on the quality of fracture bone callus formation in SCI rats. Material and Methods: 75 male Wistar rats were randomly divided into five groups (n=15) (1) CON: control rats subjected to fracture, but not to spinal cord injury; (2) SCI: spinal cord injured rats and femur bone fracture; (3) SCI+ALE: spinal cord injured rats with bone fracture and treatment with sodium alendronate; (4) SCI+PTH: spinal cord injured rats with bone fracture and treatment with parathyroid hormone, and (5) SCI+LIPUS: spinal cord injured rats with bone fracture and treatment with low intensity ultrasound. A complete transection of the spinal cord was performed at the T10 level. In the control group the spinal cord was exposed but not sectioned. At 10 days post-injury (or Sham) a bone fracture was produced at the femoral shaft and fixed with an intramedullary pin. The ALE and PTH treatments began on day 1, and US began on day 3, after fracture and on day 14 all rats were euthanized. Non-fractured tibias and femur bone callus were analyzed by DXA, micro-computed tomography (?CT), histology, histomorphometry, immunohistochemistry (OPG, RANK and RANKL), mechanical test, real time PCR and ELISA (OPG and IGF-1). Results: SCI significantly impaired the bone quality, downregulated the osteoblastic-related gene expression and increased bone resorption, resulting in several phenotypic changes. SCI deteriorated the microarchitecture, reduced bone mass and weakened bone strength. Bone healing in SCI occurred predominantly by intramembranous ossification, leading to a poor callus formation. Conversely, the administration of alendronate, PTH and LIPUS were effective at ameliorating and even fully reestablish the bone microarchitecture, cells activity and mechanical strength. Similarly, both the pharmacological and mechanical therapeutics analyzed in this study were potentially efficient to increase bone callus density, to improve callus microstructure and metabolism, and to increase newly bone strength. In short,we revealed that SCI induced severe bone deterioration and changes in bone healing, which were ameliorated and even fully restored by the administration of alendronate, PTH, LIPUS and passive standing. Conclusions: The therapeutic approaches used in this study had great efficacy in restoring non-fractured bone integrity and with improvement of bone callus in paraplegic rats.

Στην παρούσα διατριβή, μελετήθηκε η επίδραση της ατορβαστατίνης στην εξέλιξη της οστεοπόρωσης. Ως πειραματικό μοντέλο επιλέχθηκε ο επίμυς, που, κατόπιν, απώλειας των οιστρογόνων λόγω ωοθηκεκτομής, αναπτύσσει οστεοπόρωση. Η επαγωγή της οστεοπόρωσης επιβεβαιώθηκε με πληθώρα μεθόδων. Αρχικά, (ημέρα 0) στο πειραματικό δείγμα (n=25) πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις, στο αίμα, των βιοχημικών δεικτών του μεταβολισμού του οστού, (Αμινοτελικό πεπτίδιο του κολλαγόνου Τύπου Ι – NTx και οστεοκαλσίνη) με τη μέθοδο ELISA, μέτρηση της οστικής πυκνότητας με τη μέθοδο pQCT και αξιολόγηση της δομικής ακεραιότητας – ποιότητας του οστού με τη μέθοδο MDF. Ακολούθησε η αφαίρεση των ωοθηκών άμφω και, μετά από 60 ημέρες, επαναλήφθηκαν οι παραπάνω μετρήσεις. Όλες οι παραπάνω μέθοδοι, επιβεβαίωσαν την επαγωγή της οστεοπόρωσης μετά την ωοθηκεκτομή, και, άρα, την επιτυχία του πειραματικού μοντέλου. Αφού εξασφαλίσθηκε το οστεοπορωτικό μοντέλο, ο πειραματικός πληθυσμός χωρίστηκε τυχαία σε τρεις υπο-πληθυσμούς. Στον ένα υπο-πληθυσμό (n=10) χορηγήθηκε ατορβαστατίνη (4mg/kg/ημέρα), στον δεύτερο υπο-πληθυσμό (n=10) χορηγήθηκε αλενδρονάτη (4mg/kg/ημέρα), ενώ ο τρίτος υπο-πληθυσμός (n=5) χρησιμοποιήθηκε ως αρνητικός μάρτυρας και δεν έλαβε καμία θεραπεία (no-therapy control). Η χορήγηση των φαρμακευτικών αγωγών ήταν δια στόματος μέσω στοματογαστρικού καθετήρα και διήρκεσε από την ημέρα 60 έως την ημέρα 145. Μετά το πέρας χορήγησης των φαρμακευτικών αγωγών, επαναλήφθηκαν οι προαναφερθείσες μετρήσεις, τα πειραματόζωα θυσιάστηκαν και απομονώθηκαν οστά κνήμης για ιστολογική μελέτη, καθώς και μελέτη πρωτεϊνικών μορίων που εμπλέκονται στην κυτταρική βιολογία των κυττάρων του οστίτη ιστού. Συγκεκριμένα, η ιστολογική μελέτη συμπεριελάμβανε εκτίμηση των οστών με χρώση αιματοξυλίνης – ηωσίνης σε τομές παραφίνης, ιστομορφομετρία, ανοσοϊστοχημική χρώση των μορίων Bone Morphogenetic Protein-2 (BMP-2) και Fas (παράγοντας οστεοκλαστικής απόπτωσης) σε τομές σε πλαστικό, καθώς και ανοσοαποτύπωση κατά Western των αυτών πρωτεϊνών. Γενικά, όλες οι μέθοδοι που εφαρμόστηκαν, έδειξαν να ακολουθούν όλες τις μεταβολές στην δομική – ποιοτική κατάσταση των οστών, καθ’όλη την πειραματική πορεία. Ιδιάιτερη ευαισθησία στην ανίχνευση των μεταβολών αυτών, φάνηκε να παρουσιάζουν οι βιοχημικοί δείκτες του οστικού μεταβολισμού, αλλά και η νέα μέθοδος μέτρησης του Συντελεστή Εσωτερικής Απόσβεσης (MDF). Όσον αφορά στις φαρμακευτικές αγωγές, και η ατορβαστατίνη και η αλενδρονάτη παρουσίασαν θετική επίδραση στην εξέλιξη της οστεοπόρωσης, επιβραδύνοντάς την. Ειδικότερα, η ομάδα που έλαβε ατορβαστατίνη επέδειξε μια ισχυρότερη απόκριση στη χορήγηση της ουσίας, συγκριτικά με την ομάδα που έλαβε αλενδρονάτη. Προς την ίδια κατεύθυνση, φάνηκε να τείνουν και τα ευρήματα σχετικά με την έκφραση της BMP-2 και του Fas, αφού η ατορβαστατίνη ήταν η ουσία εκείνη που αύξησε την έκφραση και των δυο αυτών μορίων και, συνεπώς, την παραγωγή οστού από τους οστεοβλάστες και την απόπτωση των οστεοκλαστών. Στο σημείο αυτό θα ήταν σκόπιμο να σημειωθεί πως τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής είναι ενδεικτικά και θα μπορούσαν να ισχυροποιηθούν με εφαρμογή των πειραματικών μεθόδων σε μεγαλύτερο πειραματικό δείγμα, μεγαλύτερη διάρκεια χορήγησης των φαρμάκων και δοκιμές διαφορετικών δόσεων αυτών. / The effects of the administration of atorvastatin on the development of ovariectomy-induced osteoporosis were evaluated in this study. The ovariectomized rat was employed as the experimental model. The development of osteoporosis, following ovariectomy was confirmed by a plethora of experimental methods and techniques. Initially (day 0), the experimental population (n=25) was submitted to blood measurements of the bone biochemical markers, NTx and osteocalcin (ELISA protocol), bone density measurements by pQCT and assessment of bone structural integrity with MDF methodology. MDF (Modal Damping Factor) is a new analytical and arithmetic method, based on the measurement of the dynamic characteristics of bone (quality factor and modal damping factor) by applying vibration excitation in the range of acoustic frequencies. Ovariectomy was performed to all test animals, and 60 days later, the same biochemical and radiological measurements were repeated. All the above methodologies confirmed the development of osteoporosis renderring, thus, the experimental animal model successful. Since osteoporosis had been confirmed, the experimental population was randomly divided (two cases to one control) into 3 sub-populations. The first sub-population (n=10) was administered atorvastatin (4mg/kg/day), the second sub-population (n=10) was administered alendronate (4mg/kg/day), whereas the third sub-population (n=5) was not administered any drug (no-therapy control). Drug administration was oral by gavage, from day 60 up to day 145. At the end of therapy, the test animals were again tested for levels of bone biochemical markers NTx and osteocalcin, and submitted to pQCT and MDF evaluation. They were, then, euthanized and tibiae were isolated for further histological studies. Specificly, histology studies included the evaluation of bone quality by eosin – hematoxylin staining of paraffin – embedded tibia sections, Histomorphometry, immunohistochemistry of methyl-methacrylate – embedded sections and Western Blotting for Bone Morphogenetic Protein-2 (BMP-2) and apoptotic factor Fas. In general, all methods applied followed the changes in bone integrity and quality, throughout the whole experimental course. Higher sensitivity in detecting these changes was exhibited by the bone biochemical markers and the new MDF method. With regard to the therapeutical agents administered, both atorvastatin and alendronate seemed to have a positive impact on the progression of osteoporosis, decelerating it. Especially, the atorvastatin – treated group presented a greated response to the administration of the drug, compared to the alendronate – treated one. The findings concerning the expression of BMP-2 and Fas, seemed to point to the same direction, since atorvastatin administration increased the levels of BMP-2 and Fas expression, increasing, thus, the bone production and osteoclast apoptosis, respectively. At this point, it would be wise to notice that our results are indicative, not conclusive and could be fortified by application of the methods used on a larger experimental sample size, longer administration of the drugs and tests of different drug dosages.

Postmenopausal osteoporosis is a disease characterized by bone loss and increased risk of fracture, and represents a significant burden on the Canadian health care system. Current treatments lack the ability to simultaneously address the therapeutic needs for promoting bone formation and inhibiting resorption. Our approach employs a novel conjugate drug in which an anabolic agent (EP4 receptor agonist) is reversibly joined with an anti-resorptive agent (alendronate) through a linker. This allows the bone-targeting ability of alendronate to deliver the EP4 agonist to bone sites, thereby mitigating the side effects associated with systemic administration of the EP4 agonist. This study investigated the in vivo efficacy of this drug in a curative experiment to treat postmenopausal osteoporosis using an ovariectomized rat model. Results showed that conjugate treatment dose-dependently stimulated bone formation and restored ovariectomy-induced bone loss, and conjugation between alendronate and the EP4 agonist was crucial to the drug’s anabolic effect.

Postmenopausal osteoporosis is a disease characterized by bone loss and increased risk of fracture, and represents a significant burden on the Canadian health care system. Current treatments lack the ability to simultaneously address the therapeutic needs for promoting bone formation and inhibiting resorption. Our approach employs a novel conjugate drug in which an anabolic agent (EP4 receptor agonist) is reversibly joined with an anti-resorptive agent (alendronate) through a linker. This allows the bone-targeting ability of alendronate to deliver the EP4 agonist to bone sites, thereby mitigating the side effects associated with systemic administration of the EP4 agonist. This study investigated the in vivo efficacy of this drug in a curative experiment to treat postmenopausal osteoporosis using an ovariectomized rat model. Results showed that conjugate treatment dose-dependently stimulated bone formation and restored ovariectomy-induced bone loss, and conjugation between alendronate and the EP4 agonist was crucial to the drug’s anabolic effect.

Made available in DSpace on 2016-12-23T13:49:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernanda S Pimentel.pdf: 2000885 bytes, checksum: 1bf180bc2109c67426e7ca0264e6b4ae (MD5) Previous issue date: 2010-07-29 / The bone is a specialized form of connective tissue that provides support for metabolic and biomechanical throughout the body. Thus, the bone is very dynamic, with constantly renewing itself. His integrity therefore depends on the balance between the processes of formation and resorption. The loss of this balance alters both the structure of organic matrix as bone mineralization. Moreover, imbalances in bone remodeling process may result in the development of systemic skeletal diseases such as osteoporosis. The osteoporosis is a chronic progressive disease that affects millions of people around the world. Only in Brazil some 10 million people suffer from osteoporosis. The hormone estrogen deficiency induced by ovariectomy (OVX) rats, demonstrably stimulates increased bone resorption, especially in long bones and spine, mimicking what happens in postmenopausal osteoporosis. In this work we used OVX rats to investigate the interaction of alendronate (a drug widely used to treat osteoporosis) and vitamin K (VK) (recent investigations have pointed anabolic bone tissue of osteoporotic patients) in the metabolism osteomineral. This study revealed that administration of alendronate (ALE) and VK with ALE (ALE+VK) produced significant recovery in bone mineral density (BMD) in OVX rats. However, the use of VK alone did not appear to make any significant effect on BMD in OVX rats. We observed an increased excretion of urinary deoxypyridinoline (DPD), a marker of bone resorption, in OVX group, and statistically significant reduction of DPD when the animals were treated with VK, ALE, or both. There was no statistically significant difference in bone mineral content and body surface area. Was verified statistically significant difference in the thickness of compact bone in the different study groups. There was also a statistically significant reduction in wet weight and endometrium of OVX rats, demonstrating the effectiveness of ovariectomy. Therefore, the animal model used in this study efficiently mimicked estrogen deficiency induced by ovariectomy, resulting in increased bone resorption; treatment with ALE and VK+ALE increases BMD in OVX rats, while the VK alone does not produce this effect; treatment with ALE and VK reduces bone resorption in OVX rats, verified by the reduction in the excretion of DPD. / O osso é uma forma especializada de tecido conjuntivo que fornece suporte biomecânico e metabólico para todo o corpo. Para tanto, o tecido ósseo é muito dinâmico, apresentando-se em constante renovação. Sua integridade depende, portanto, do equilíbrio entre os processos de formação e reabsorção óssea. Ademais, desequilíbrios no processo de remodelamento ósseo podem resultar no desenvolvimento de doenças esqueléticas sistêmicas, como a osteoporose. A osteoporose é uma doença crônica e progressiva que afeta milhões de pessoas em todo o mundo. Somente no Brasil cerca de 10 milhões de pessoas sofrem de osteoporose. A deficiência hormonal estrogênica, induzida pela ovariectomia (OVX) em ratos, comprovadamente estimula o aumento da reabsorção óssea, principalmente em ossos longos e coluna vertebral, mimetizando o que acontece na osteoporose pós-menopausa. No presente trabalho foram utilizadas ratas OVX para se investigar a interação do alendronato (fármaco extensamente utilizado no tratamento da osteoporose) e da vitamina K (VK) (recentes investigações apontam possuir ação anabólica do tecido ósseo de pacientes osteoporóticas) no metabolismo osteomineral. Este estudo revelou que a administração de alendronato (ALE) e de VK juntamente com ALE (VK+ALE) produziu significante recuperação na densidade mineral óssea (DMO) de ratas OVX. No entanto, a utilização da VK isoladamente não pareceu exercer nenhum efeito significante na DMO de ratas OVX. Observou-se uma maior excreção de deoxipiridinolinas urinárias (DPD), marcador de reabsorção óssea no grupo OVX, e redução estatisticamente significante da DPD quando os animais foram tratados com VK, ALE ou ambas. Não houve diferença estatisticamente significante do conteúdo mineral ósseo e da área corporal. Também não foi verificada diferença estatisticamente significante na espessura do osso compacto nos diferentes grupos de estudo. Verificou-se ainda redução estatisticamente significante do peso úmido e do endométrio de ratas OVX, comprovando a eficiência da ovariectomia. Portanto, o modelo animal utilizado neste estudo mimetizou eficientemente a deficiência estrogênica induzida pela ovariectomia, resultando em aumento da reabsorção óssea; o tratamento com ALE e VK+ALE aumenta a DMO de ratas OVX, embora a VK isoladamente não apresente esse efeito; o tratamento com ALE e VK reduz a reabsorção óssea de ratas OVX, verificada pela redução na excreção de DPD.

Made available in DSpace on 2016-12-23T13:49:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao de Fernanda Scarpatti Pimentel.pdf: 2000878 bytes, checksum: cdfb57d1ceb94c6e6c0b410060dcfbfb (MD5) Previous issue date: 2010-07-29 / The bone is a specialized form of connective tissue that provides support for metabolic and biomechanical throughout the body. Thus, the bone is very dynamic, with constantly renewing itself. His integrity therefore depends on the balance between the processes of formation and resorption. The loss of this balance alters both the structure of organic matrix as bone mineralization. Moreover, imbalances in bone remodeling process may result in the development of systemic skeletal diseases such as osteoporosis. The osteoporosis is a chronic progressive disease that affects millions of people around the world. Only in Brazil some 10 million people suffer from osteoporosis. The hormone estrogen deficiency induced by ovariectomy (OVX) rats, demonstrably stimulates increased bone resorption, especially in long bones and spine, mimicking what happens in postmenopausal osteoporosis. In this work we used OVX rats to investigate the interaction of alendronate (a drug widely used to treat osteoporosis) and vitamin K (VK) (recent investigations have pointed anabolic bone tissue of osteoporotic patients) in the metabolism osteomineral. This study revealed that administration of alendronate (ALE) and VK with ALE (ALE+VK) produced significant recovery in bone mineral density (BMD) in OVX rats. However, the use of VK alone did not appear to make any significant effect on BMD in OVX rats. We observed an increased excretion of urinary deoxypyridinoline (DPD), a marker of bone resorption, in OVX group, and statistically significant reduction of DPD when the animals were treated with VK, ALE, or both. There was no statistically significant difference in bone mineral content and body surface area. Was verified statistically significant difference in the thickness of compact bone in the different study groups. There was also a statistically significant reduction in wet weight and endometrium of OVX rats, demonstrating the effectiveness of ovariectomy. Therefore, the animal model used in this study efficiently mimicked estrogen deficiency induced by ovariectomy, resulting in increased bone resorption; treatment with ALE and VK+ALE increases BMD in OVX rats, while the VK alone does not produce this effect; treatment with ALE and VK reduces bone resorption in OVX rats, verified by the reduction in the excretion of DPD / O osso é uma forma especializada de tecido conjuntivo que fornece suporte biomecânico e metabólico para todo o corpo. Para tanto, o tecido ósseo é muito dinâmico, apresentando-se em constante renovação. Sua integridade depende, portanto, do equilíbrio entre os processos de formação e reabsorção óssea. Ademais, desequilíbrios no processo de remodelamento ósseo podem resultar no desenvolvimento de doenças esqueléticas sistêmicas, como a osteoporose. A osteoporose é uma doença crônica e progressiva que afeta milhões de pessoas em todo o mundo. Somente no Brasil cerca de 10 milhões de pessoas sofrem de osteoporose. A deficiência hormonal estrogênica, induzida pela ovariectomia (OVX) em ratos, comprovadamente estimula o aumento da reabsorção óssea, principalmente em ossos longos e coluna vertebral, mimetizando o que acontece na osteoporose pós-menopausa. No presente trabalho foram utilizadas ratas OVX para se investigar a interação do alendronato (fármaco extensamente utilizado no tratamento da osteoporose) e da vitamina K (VK) (recentes investigações apontam possuir ação anabólica do tecido ósseo de pacientes osteoporóticas) no metabolismo osteomineral. Este estudo revelou que a administração de alendronato (ALE) e de VK juntamente com ALE (VK+ALE) produziu significante recuperação na densidade mineral óssea (DMO) de ratas OVX. No entanto, a utilização da VK isoladamente não pareceu exercer nenhum efeito significante na DMO de ratas OVX. Observou-se uma maior excreção de deoxipiridinolinas urinárias (DPD), marcador de reabsorção óssea no grupo OVX, e redução estatisticamente significante da DPD quando os animais foram tratados com VK, ALE ou ambas. Não houve diferença estatisticamente significante do conteúdo mineral ósseo e da área corporal. Também não foi verificada diferença estatisticamente significante na espessura do osso compacto nos diferentes grupos de estudo. Verificou-se ainda redução estatisticamente significante do peso úmido e do endométrio de ratas OVX, comprovando a eficiência da ovariectomia. Portanto, o modelo animal utilizado neste estudo mimetizou eficientemente a deficiência estrogênica induzida pela ovariectomia, resultando em aumento da reabsorção óssea; o tratamento com ALE e VK+ALE aumenta a DMO de ratas OVX, embora a VK isoladamente não apresente esse efeito; o tratamento com ALE e VK reduz a reabsorção óssea de ratas OVX, verificada pela redução na excreção de DPD

Os bisfosfonatos representam uma classe de drogas que agem sobre o metabolismo ósseo e são amplamente utilizadas na prevenção e tratamento de estados osteopênicos e osteoporóticos. Os objetivos do presente estudo foram avaliar, in vivo, o efeito do uso sistêmico de alendronato sódico: na densidade mineral óssea de ratos, por meio da densitometria óptica radiográfica e da técnica de absortometria radiológica de dupla energia (DXA); e nas estruturas dentárias mineralizadas de incisivos murinos, por meio da espectrometria na região do infravermelho, espectroscopia de fluorescência, microdureza transversal, microscopia eletrônica de varredura e microscopia de luz polarizada. Foram utilizados 45 ratos Wistar, com 36-42 dias de idade, pesando em média 200-230g, os quais foram divididos em dois grupos: experimental (n= 25) e controle (n= 20). No grupo experimental foram administradas duas doses semanais de 1mg/Kg de alendronato de sódio quimicamente puro diluído em água destilada, via gavagem, enquanto que os animais do grupo controle receberam apenas água destilada. Decorrido o período de 60 dias, os animais foram mortos por sobredose anestésica e, em seguida, foram extraídos os incisivos superiores e removidas as tíbias. As tíbias foram submetidas à avaliação da densidade mineral óssea por meio de análise radiográfica e da técnica de absortometria radiológica de dupla energia (DXA). Os incisivos superiores foram submetidos às seguintes avaliações: análise química por espectrometria na região do infravermelho e espectroscopia de fluorescência, microdureza transversal do esmalte e da dentina; microscopia eletrônica de varredura e microscopia de luz polarizada. Os resultados numéricos obtidos foram submetidos à análise estatística por meio do teste não-paramétrico de Kruskal-Wallis, utilizando o software SAS (Statistical Analysis System) for Windows versão 9.1.3. O nível de significância adotado foi de 5%. O grupo experimental apresentou valores de densidade mineral óssea superiores (p<0,05) em relação ao grupo controle, pelos métodos da densitometria óptica radiográfica e DXA. A análise química pelos métodos de espectrometria na região do infravermelho e espectroscopia de fluorescência permitiu detectar a presença do alendronato na estrutura dentária mineralizada do grupo experimental e que a porcentagem dessa incorporação foi de 0,0018% por elemento dental. Os resultados da microdureza transversal do esmalte e da dentina não revelaram diferença estatisticamente significante entre os grupos experimental e controle (p>0,05). Não foram observadas diferenças morfológicas significativas entre as amostras de ambos os grupos por meio da análise por microscopia eletrônica de varredura e microscopia de luz polarizada. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que o tratamento com alendronato sódico provocou aumento na densidade mineral óssea da metáfise proximal da tíbia e que o alendronato incorporou-se nas estruturas dentárias mineralizadas, porém sem provocar efeitos significativos na microdureza e na morfologia do esmalte e da dentina de incisivos de ratos. / Bisphosphonates represent a class of drugs that act on bone metabolism and are widely used in the prevention and treatment of osteopenic and osteoporotic states. The objectives of this study were to evaluate, in vivo, the effect of the systemic use of sodium alendronate on: the mineral bone density of rats, by radiographic optical densitometry and dual-energy x-ray absorptiometry (DXA); the mineralized dental structures of murine incisors, by analysis of infrared (IR) spectrometry, fluorescence spectroscopy, cross-sectional microhardness (CSMH), scanning electron microscopy (SEM) and polarized light microscopy (PLM). Forty-five Wistar rats aged 36-42 days and weighing 200-230 g were assigned to two groups: experimental (n= 25) and control (n= 20). The experimental group received two weekly doses of 1 mg/kg of chemically pure sodium alendronate diluted in distilled water, via gavage, while the animals of the control group received only distilled water. After 60 days, the animals were killed by anesthetic overdose, and the maxillary incisors were extracted and the tibias were removed. The mineral bone density of the tibias was analyzed radiographically and by DXA. The maxillary incisors were subjected to the following evaluations: chemical analysis by IR spectrometry and fluorescence spectroscopy, enamel and dentin CSMH, SEM and PLM. The results were subjected to statistical analysis by the Kruskal-Wallis non-parametric test, using the SAS (Statistical Analysis System) software for Windows version 9.1.3. The significance level was set at 5%. The experimental group presented higher mineral bone density (p<0.05) than the control group, by radiographic optical densitometry and DXA. The chemical analysis by IR spectrometry and fluorescence spectroscopy revealed the presence of alendronate in the mineralized dental structure of the specimens of the experimental group, with a percentage of incorporation of 0.0018% per tooth. The results of enamel and dentin CSMH did not show statistically significant difference between the experimental and control groups (p>0.05). There were no significant morphological differences among the specimens of the groups by SEM and PLM. Based on the obtained results, it may be concluded that the treatment with sodium alendronate caused an increase in the mineral bone density of the proximal tibial metaphysis, and that alendronate was incorporated in the mineralized dental structures without causing significant effects in the enamel and dentin microhardness and morphology of rat incisors.

Os bisfosfonatos representam uma classe de drogas que agem sobre o metabolismo ósseo e são amplamente utilizadas na prevenção e tratamento de estados osteopênicos e osteoporóticos. Os objetivos do presente estudo foram avaliar, in vivo, o efeito do uso sistêmico de alendronato sódico: na densidade mineral óssea de ratos, por meio da densitometria óptica radiográfica e da técnica de absortometria radiológica de dupla energia (DXA); e nas estruturas dentárias mineralizadas de incisivos murinos, por meio da espectrometria na região do infravermelho, espectroscopia de fluorescência, microdureza transversal, microscopia eletrônica de varredura e microscopia de luz polarizada. Foram utilizados 45 ratos Wistar, com 36-42 dias de idade, pesando em média 200-230g, os quais foram divididos em dois grupos: experimental (n= 25) e controle (n= 20). No grupo experimental foram administradas duas doses semanais de 1mg/Kg de alendronato de sódio quimicamente puro diluído em água destilada, via gavagem, enquanto que os animais do grupo controle receberam apenas água destilada. Decorrido o período de 60 dias, os animais foram mortos por sobredose anestésica e, em seguida, foram extraídos os incisivos superiores e removidas as tíbias. As tíbias foram submetidas à avaliação da densidade mineral óssea por meio de análise radiográfica e da técnica de absortometria radiológica de dupla energia (DXA). Os incisivos superiores foram submetidos às seguintes avaliações: análise química por espectrometria na região do infravermelho e espectroscopia de fluorescência, microdureza transversal do esmalte e da dentina; microscopia eletrônica de varredura e microscopia de luz polarizada. Os resultados numéricos obtidos foram submetidos à análise estatística por meio do teste não-paramétrico de Kruskal-Wallis, utilizando o software SAS (Statistical Analysis System) for Windows versão 9.1.3. O nível de significância adotado foi de 5%. O grupo experimental apresentou valores de densidade mineral óssea superiores (p<0,05) em relação ao grupo controle, pelos métodos da densitometria óptica radiográfica e DXA. A análise química pelos métodos de espectrometria na região do infravermelho e espectroscopia de fluorescência permitiu detectar a presença do alendronato na estrutura dentária mineralizada do grupo experimental e que a porcentagem dessa incorporação foi de 0,0018% por elemento dental. Os resultados da microdureza transversal do esmalte e da dentina não revelaram diferença estatisticamente significante entre os grupos experimental e controle (p>0,05). Não foram observadas diferenças morfológicas significativas entre as amostras de ambos os grupos por meio da análise por microscopia eletrônica de varredura e microscopia de luz polarizada. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que o tratamento com alendronato sódico provocou aumento na densidade mineral óssea da metáfise proximal da tíbia e que o alendronato incorporou-se nas estruturas dentárias mineralizadas, porém sem provocar efeitos significativos na microdureza e na morfologia do esmalte e da dentina de incisivos de ratos. / Bisphosphonates represent a class of drugs that act on bone metabolism and are widely used in the prevention and treatment of osteopenic and osteoporotic states. The objectives of this study were to evaluate, in vivo, the effect of the systemic use of sodium alendronate on: the mineral bone density of rats, by radiographic optical densitometry and dual-energy x-ray absorptiometry (DXA); the mineralized dental structures of murine incisors, by analysis of infrared (IR) spectrometry, fluorescence spectroscopy, cross-sectional microhardness (CSMH), scanning electron microscopy (SEM) and polarized light microscopy (PLM). Forty-five Wistar rats aged 36-42 days and weighing 200-230 g were assigned to two groups: experimental (n= 25) and control (n= 20). The experimental group received two weekly doses of 1 mg/kg of chemically pure sodium alendronate diluted in distilled water, via gavage, while the animals of the control group received only distilled water. After 60 days, the animals were killed by anesthetic overdose, and the maxillary incisors were extracted and the tibias were removed. The mineral bone density of the tibias was analyzed radiographically and by DXA. The maxillary incisors were subjected to the following evaluations: chemical analysis by IR spectrometry and fluorescence spectroscopy, enamel and dentin CSMH, SEM and PLM. The results were subjected to statistical analysis by the Kruskal-Wallis non-parametric test, using the SAS (Statistical Analysis System) software for Windows version 9.1.3. The significance level was set at 5%. The experimental group presented higher mineral bone density (p<0.05) than the control group, by radiographic optical densitometry and DXA. The chemical analysis by IR spectrometry and fluorescence spectroscopy revealed the presence of alendronate in the mineralized dental structure of the specimens of the experimental group, with a percentage of incorporation of 0.0018% per tooth. The results of enamel and dentin CSMH did not show statistically significant difference between the experimental and control groups (p>0.05). There were no significant morphological differences among the specimens of the groups by SEM and PLM. Based on the obtained results, it may be concluded that the treatment with sodium alendronate caused an increase in the mineral bone density of the proximal tibial metaphysis, and that alendronate was incorporated in the mineralized dental structures without causing significant effects in the enamel and dentin microhardness and morphology of rat incisors.