Biodegradable implants continue to be of interest in orthopaedics for their many potential applications. The magnesium (Mg) alloy WE43 is a biodegradable material with the CE mark approval for clinical application and today mostly used as screws for dental prosthesis. Additional to magnesium, WE43 contains rare earth elements (REEs) of around 7 wt%. These REEs are needed to give the material its mechanical properties and corrosion resistance. Although WE43 is a promising material thought to be used in a diverse number of orthopaedical applications, questions have risen regarding the potential long-term effects of these REEs on the body after the implant degrades. Additionally, with the global demand of REEs rising and a decreasing supply of these elements, there may also be a potential future problem regarding the availability of materials based on REEs. Therefore, new materials containing only elements naturally found in the body are of interest. One such material is the novel Mg-Ca alloy, X0. In this study, a biological comparison was made to answer the question whether the biological performance of X0 is comparable to the already CE approved WE43. Viability, proliferation, and differentiation of MC3T3-E1 (preosteoblast) cells combined with extracts from X0 and WE43, respectively were used. An additional experiment was conducted were X0 was tested against three different versions of WE43 and titanium. In summary, the X0 alloy performed similarly to WE43 in all testing. Both WE43 and X0 showed indications of being bioactive. This led to the conclusion that the X0 alloy showed promise for future use and being a viable alternative to WE43.

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O tratamento de pacientes com doenças inflamatórias oculares crônicas frequentemente implica no uso prolongado de drogas anti-inflamatórias sistêmicas como, corticosteroides e outros imunossupressores, podendo acarretar efeitos colaterais importantes. O uso local destas drogas pode contribuir para aumentar seus efeitos desejáveis e reduzir os efeitos colaterais. Implantes intraoculares biodegradáveis são capazes de disponibilizar o fármaco diretamente na cavidade vítrea em doses terapêuticas por período prolongado. O copolímero do ácido lático e glicólico (PLGA) é um clássico exemplo entre os polímeros sintéticos biodegradáveis aplicados em sistemas de liberação de fármacos devido à sua biocompatibilidade e ausência de toxicidade em testes in vivo. A ciclosporina A (CsA) é um imunossupressor largamente usado na clínica médica, e também tem sido empregada no tratamento de várias doenças inflamatórias intraoculares. O objetivo deste estudo foi avaliar a farmacocinética vítrea da CsA, quando aplicada por meio de implante biodegradável de PLGA intravítreo na concentração de 350 µg em olhos de coelhos, assim como avaliar a ocorrência de toxicidade retiniana causada pela presença intraocular do sistema de liberação de fármacos por meio de eletrorretinografia (ERG) e histopatologia. Dos sessenta coelhos que foram utilizados neste estudo, 38 receberam o implante intravítreo de PLGA contendo CsA e 22 somente os veículos. Somente o olho direito dos coelhos foi analisado na pesquisa. O estudo teve duração de oito semanas. Quatro coelhos do grupo CsA e dois do grupo controle foram sacrificados semanalmente para a coleta do vítreo e posterior estudo farmacocinético. Quatro animais de cada grupo foram escolhidos para terem a pressão intraocular aferida semanalmente. Seis coelhos foram submetidos a ERG no início e ao final do estudo, sendo então sacrificados, e os olhos processados para estudos histológicos da retina. O período inferido de permanência da CsA na cavidade vítrea foi de 17 semanas. Nos dois grupos, com e sem CsA, não foram observadas alterações histológicas na retina, entretanto houve importante redução da onda b nas fases escotópicas da ERG no grupo CsA, indicando toxicidade na via dos bastonetes após as oito semanas de seguimento. Em resumo, estes resultados mostraram que a CsA aplicada por meio de implantes oculares de PLGA na dose de 350 µg não causa alterações histológicas da retina, mas provoca um padrão exclusivo de diminuição da onda b. Em estudos futuros, seria interessante avaliar os efeitos de implantes contendo concentrações inferiores a 350 µg de CsA, e também, veículos que permitam que sua liberação seja mais lenta, evitando-se, assim, a toxicidade observada nos ERGs e confirmar sua aplicabilidade clínica como alternativa interessante para o tratamento de doenças oculares inflamatórias crônicas. / Treatment of patients with chronic inflammatory ocular diseases often involves the use of systemic anti-inflammatory drugs such as corticosteroids and other immunosuppressive agents for a long period of time, which may cause significant systemic side effects. Intraocular use of these drugs may help to improve their local beneficial effects and reduce systemic adverse effects. Biodegradable intraocular implants are able to deliver drugs directly into the vitreous cavity in therapeutic doses for an extended period of time. Poly-lactic-co-glycolic acid (PLGA) is a good example of synthetic biodegradable polymers used in ocular drug delivery systems due to its biocompatibility and absence of toxicity. Cyclosporine A (CsA) is a largely used immunossupressor, and it has also been employed for treatment of various intraocular inflammatory diseases. The objective of this work was to evaluate the pharmacokinetics of CsA, when applied in biodegradable PLGA intravitreal implants in rabbit eye and its retina toxicity by electroretinography and histopathology. Right eyes of sixty rabbits were used on this study, 38 received the PLGA implant containing 350 µg of CsA, and 22 the implant without the drug and were followed during 8 weeks. Four animals of CsA group and 2 of control group were sacrificed weekly to have their vitreous samples collected for subsequent pharmacokinetic study. Four animals from each group were chosen to have intraocular pressure measured weekly. Six animals of each group underwent electroretinography tests at baseline and at the end of the study. Then they were sacrificed and had their eyes processed for histological studies of the retina. It was hypothetically calculated that CsA would take 17 weeks to be completely delivery by this system. Histologically the retina did not show alterations in both groups, but there was a significant reduction in the b wave of the scotopic ERG phases in the CsA group indicating toxicity of the rods pathway after 8 weeks of follow-up. In summary, PLGA implants with 350 µg of CsA does not cause retinal histological changes, but decreases b wave amplitude. In future studies it would be interesting to test lower concentrations of CsA using this delivery system to decrease possible toxicity and to guarantee its clinical applicability.

O tratamento de pacientes com doenças inflamatórias oculares crônicas frequentemente implica no uso prolongado de drogas anti-inflamatórias sistêmicas como, corticosteroides e outros imunossupressores, podendo acarretar efeitos colaterais importantes. O uso local destas drogas pode contribuir para aumentar seus efeitos desejáveis e reduzir os efeitos colaterais. Implantes intraoculares biodegradáveis são capazes de disponibilizar o fármaco diretamente na cavidade vítrea em doses terapêuticas por período prolongado. O copolímero do ácido lático e glicólico (PLGA) é um clássico exemplo entre os polímeros sintéticos biodegradáveis aplicados em sistemas de liberação de fármacos devido à sua biocompatibilidade e ausência de toxicidade em testes in vivo. A ciclosporina A (CsA) é um imunossupressor largamente usado na clínica médica, e também tem sido empregada no tratamento de várias doenças inflamatórias intraoculares. O objetivo deste estudo foi avaliar a farmacocinética vítrea da CsA, quando aplicada por meio de implante biodegradável de PLGA intravítreo na concentração de 350 µg em olhos de coelhos, assim como avaliar a ocorrência de toxicidade retiniana causada pela presença intraocular do sistema de liberação de fármacos por meio de eletrorretinografia (ERG) e histopatologia. Dos sessenta coelhos que foram utilizados neste estudo, 38 receberam o implante intravítreo de PLGA contendo CsA e 22 somente os veículos. Somente o olho direito dos coelhos foi analisado na pesquisa. O estudo teve duração de oito semanas. Quatro coelhos do grupo CsA e dois do grupo controle foram sacrificados semanalmente para a coleta do vítreo e posterior estudo farmacocinético. Quatro animais de cada grupo foram escolhidos para terem a pressão intraocular aferida semanalmente. Seis coelhos foram submetidos a ERG no início e ao final do estudo, sendo então sacrificados, e os olhos processados para estudos histológicos da retina. O período inferido de permanência da CsA na cavidade vítrea foi de 17 semanas. Nos dois grupos, com e sem CsA, não foram observadas alterações histológicas na retina, entretanto houve importante redução da onda b nas fases escotópicas da ERG no grupo CsA, indicando toxicidade na via dos bastonetes após as oito semanas de seguimento. Em resumo, estes resultados mostraram que a CsA aplicada por meio de implantes oculares de PLGA na dose de 350 µg não causa alterações histológicas da retina, mas provoca um padrão exclusivo de diminuição da onda b. Em estudos futuros, seria interessante avaliar os efeitos de implantes contendo concentrações inferiores a 350 µg de CsA, e também, veículos que permitam que sua liberação seja mais lenta, evitando-se, assim, a toxicidade observada nos ERGs e confirmar sua aplicabilidade clínica como alternativa interessante para o tratamento de doenças oculares inflamatórias crônicas. / Treatment of patients with chronic inflammatory ocular diseases often involves the use of systemic anti-inflammatory drugs such as corticosteroids and other immunosuppressive agents for a long period of time, which may cause significant systemic side effects. Intraocular use of these drugs may help to improve their local beneficial effects and reduce systemic adverse effects. Biodegradable intraocular implants are able to deliver drugs directly into the vitreous cavity in therapeutic doses for an extended period of time. Poly-lactic-co-glycolic acid (PLGA) is a good example of synthetic biodegradable polymers used in ocular drug delivery systems due to its biocompatibility and absence of toxicity. Cyclosporine A (CsA) is a largely used immunossupressor, and it has also been employed for treatment of various intraocular inflammatory diseases. The objective of this work was to evaluate the pharmacokinetics of CsA, when applied in biodegradable PLGA intravitreal implants in rabbit eye and its retina toxicity by electroretinography and histopathology. Right eyes of sixty rabbits were used on this study, 38 received the PLGA implant containing 350 µg of CsA, and 22 the implant without the drug and were followed during 8 weeks. Four animals of CsA group and 2 of control group were sacrificed weekly to have their vitreous samples collected for subsequent pharmacokinetic study. Four animals from each group were chosen to have intraocular pressure measured weekly. Six animals of each group underwent electroretinography tests at baseline and at the end of the study. Then they were sacrificed and had their eyes processed for histological studies of the retina. It was hypothetically calculated that CsA would take 17 weeks to be completely delivery by this system. Histologically the retina did not show alterations in both groups, but there was a significant reduction in the b wave of the scotopic ERG phases in the CsA group indicating toxicity of the rods pathway after 8 weeks of follow-up. In summary, PLGA implants with 350 µg of CsA does not cause retinal histological changes, but decreases b wave amplitude. In future studies it would be interesting to test lower concentrations of CsA using this delivery system to decrease possible toxicity and to guarantee its clinical applicability.

Magnesium and its alloys have been considered for load-bearing implant materials due to their similar mechanical properties to the natural bone, excellent biocompatibility, good bioactivity, and biodegradation. Nevertheless, the uncontrollable corrosion rate in biological environment restrains their application. Hydroxyapatite (HA, Ca10(PO4)6(OH)2) is a widely used bio-ceramic which has bone-like mineral structure for bone fixation. Poor fracture toughness of HA makes it not suitable for load-bearing application as a bulk. Thus, HA is introduced into metallic surface in various forms for improving biocompatibility. Recently friction stir processing (FSP) has emerged as a surface modification tool for surface/substrate grain refinement and homogenization of microstructure in biomaterial. In the pressent efforts, Mg-nHA composite surface on with 5-20 wt% HA on Mg substrate were fabricated by FSP for biodegradation and bioactivity study. The results of electrochemical measurement indicated that lower amount (~5% wt%) of Ca in Mg matrix can enhance surface localized corrosion resistance. The effects of microstructure,the presence of HA particle and Mg-Ca intermetallic phase precipitates on in vitro behavior of Mg alloy were investigated by TEM, SEM, EDX,XRD ,and XPS. The detailed observations will be discussed during presentation.