El óxido nítrico (ON) es considerado un de los posibles reguladores del metabolismo y de la actividad celular del tejido óseo. Es producido por la sintasa inducible ON (SON).Los osteoblastos y los osteoclastos expresan fundamentalmente la sintasa endotelial (SONe) y la sintasa inducible (SONi). Este estudio investigó, en una primera etapa, las funciones individuales de cada una de estas isoformas, mediante histomorfometría y técnicas de biología molecular, empleando animales transgénicos deficientes en la SONe (SONe-/-) y en la SONi (SONi-/-), respectivamente. En una segunda etapa, este estudio investigó los efectos de la lactancia sobre el metabolismo óseo y el posible rol del ON en la patogénesis de la osteoporosis lactacional en ratas, mediante estudios bioquímicos, histomorfométricos e inmunohistoquímicos. Los estudios desarrollados en los ratones SONe-/- y en los ratones SONi-/- mostraron que ambas isoformas están involucradas en la regulación de la masa ósea y que la ausencia de los genes que expresan alguna de estas isoformas resulta en la reducción del volumen óseo(BV/TV) y en el índice de formación ósea (BFR/BS). Las alteraciones observadas estan relacionadas con una disfuncion osteoblásticas. La ausencia de la SONe se encuentra asociada con una reducción en el reclutamiento de los osteoblastos a los sitios de remodelación; mientras que la ausencia de la SONi esta relacionada con una disminución en la actividad metabólica de estas células. Los estudios desarrollados en las ratas en lactación mostraron una reducción del BV/TV y un aumento marcado del índice de remodelación ósea, mas pronunciados que los observados en las ratas ovariectomizadas. Sin embargo, mostraron una marcada disminución de las superficies mineralizadas (MS/BS), del índice de aposición mineral (MAR)y del BFR/BS. Se observó una correlación positiva entre los niveles de expresión de la SONe en los discos epifisiarios con la intensidad del crecimiento endocondral y con la magnitud en la intensidad de la remodelación ósea. / Nitric oxide (NO) is consideres as a possible local regulator of bone metabolism and bone cell activity. NO es generated by NO sythsses (NOS) isoforms. Thi endothelial (eNOS) and the inducible (iNOS) isoforms are expressed by osteoblasts and osteoclasts. The first aim of this study was to investigate the specific roles of these isoforms using eNOS and iNOS gene-deficient mice (eNOS -/- and iNOS, respectively) by performing histomorphometry and molecular biology techniques. The second aim of this study to investigate the role of NO in the pathogenesis of lactational osteoporosis in rats and to assess the effects of lactation on bone metabolism and bone cell activity. Endothelial NOS gene-deficient mice showed a decrease in bone volume (BV/TV) and in bone formation rate (BFR/BS). These appear to be due to a decrease in osteoblast surface and therefore, suggest thart there is an abnormal osteoblast commitmentand recruitment. Similary, iNOS-/- mice displayed a reduction in BV/TV and in BFR/BS. However, it seems to be due to a reduction in osteoblast metabolism and activity rather than to a reduction in osteoblast recruitment. Study conducted in rats during lactation showed in BV/TV and an increase in bone remodelling, more pronounced than the observed in ovariectomized rats. However, lactated rats also showed a reduction in mineralised surface (MS/BS), in mineral appositional rate (MAR) and in BFR/BS. A positive correlation was observed between the level of eNOS expression in the growth plate and the intensity of endochondral growth rate and with the intensity of bone remodelling activity in the methaphyses. A positive correlation was also observed between the oestrogen levels and the level of eNOS expression in the growth plate but not with the eNOS expression in the trabecular metaphyses. Taking together these data suggest that eNOS is involved in endochondral growth and in bone remodelling. However, oestrogen levels seems to be related, at least in part, with endochondral growth rate but seems to have less influence in bone remodelling activity.

El presente trabajo de tesis consiste en el desarrollo de una ecuación predictiva para la estimación de edad a la muerte en restos óseos humanos adultos. Dicho trabajo fue desarrollado sobre la base del análisis de la validez y el ajuste de diferentes metodologías microscópicas. La originalidad de la propuesta radica en la utilización del análisis microscópico que facilitará las estimaciones en restos óseos fragmentarios procedentes de contextos arqueológicos y/o forenses. La muestra estudiada estuvo conformada por restos óseos pertenecientes a la Colección Osteológica “Prof. Dr. Rómulo Lambre” alojada en la Facultad de Ciencias Médicas de la Universidad Nacional de La Plata. Para llevar a cabo este estudio se examinaron 150 fémures de individuos adultos, 54 femeninos y 89 masculinos, entre 22 y 91 años con una media de 69,86. Las secciones histológicas analizadas se obtuvieron a partir de la remoción de tejido cortical de la mitad anterior de la diáfisis femoral tal y como sugiere la bibliografía especifica. Se identificaron y cuantificaron cinco variables microestructurales según criterios previamente publicados por varios autores: nº total de osteonas completas (N.On), número de osteonas fragmentarias (N.On.Fg), diámetro promedio de los conductos de Havers (Can.Hav), porcentaje de osteonas fragmentarias (%On.Fg) y la densidad poblacional osteonal (OPD). Para el análisis microscópico se empleó un Fotomicroscopio Trinocular Nikon (Mod. Eclipse E200) con objetivo 10X y ocular 10X, equipado con cámara digital Nikon (Mod. Coolpix S10). La observación e identificación de las variables se realizó a través de un programa analizador de imágenes, Image Pro Plus 4.5 (Media Cybernetics). Este permitió efectuar las mediciones y conteo sobre cada microfotografía, cuatro por preparado histológico. La mayoría de las variables demostraron una asociación significativa con la edad. El N. On. Fg presentó una alta correlación positiva con la edad (R= 0,779) seguida por la OPD (R= 0,741) y el % On.Fg (R= 0,646), a diferencia del N.On (R= 0,330) que presentó una correlación positiva baja. Contrariamente, el Can.Hav no presentó relación lineal con la edad (R= 0,158; P > 0,187), y por lo tanto dicha variable fue excluida del modelo dada su ineficacia como predictora de la edad. Los análisis estadísticos multivariados nos permiten aseverar que la variable predictiva de la edad para adultos de entre 22 a 91 años es el número de osteonas fragmentarias. Sin embargo, dividiendo la muestra en dos grupos de edad se encontró que: 1) para adultos medios (menores de 49 años) las variables predictivas son el número de osteonas completas y la densidad poblacional osteonal; 2) para adultos mayores (más de 50 años) la variable predictiva es el número de osteonas fragmentarias. Finalmente, la histomorfometría o histología cuantitativa, ofrece estimaciones precisas y efectivas para adultos mayores de 50 años, en contraste con la mayoría de los métodos basados en la morfología macroscópica del esqueleto, en donde el límite de las estimaciones es, precisamente, los 50 años de edad cronológica. La histomorfometría cobra relevancia en aquellos casos en los cuales los restos se encuentran fragmentados o incompletos, y resulta imposible la aplicación de métodos macroscópicos para la estimación de edad. Si bien la utilización de las técnicas histológicas de estimación de edad han presentado cierta incertidumbre respecto de su exactitud y fiabilidad, concordamos con Stout y Crowder (2012) que la identificación de cuestiones metodológicas específicas así como la mejora de los protocolos, harán de la histomorfometría una herramienta útil para el análisis bioantropológico y forense.

[EN] ABSTRACT In this Doctoral Thesis, the author carried out the biological evaluation of new silicon-based hybrid (organic-inorganic) coatings, synthesized by sol-gel route, used as osseointegrator and osteoinductor coatings applied to titanium radicular prosthesis in the dental implantology field. The biological evaluation of the new coatings consisted of a complete study to determine the effect of the coatings in the osteoblastic cell line and the tissular effects after the in vivo implantation in rabbit tibia (foreign-body reaction response and osseointegration), by histological study. The biological characterization was complemented with a physicochemical characterization of the materials, determining their topography, wettability, surface reactivity, as well as their degradation rate and silicon delivery, to explain the biological behaviour that each material induced. The coatings that showed a better cell behaviour were selected as material candidates for the in vivo implantation phase. This part of the work consisted of two experimental phases: (1) Characterization Phase I, from which one formulation prototype was obtained, and (2) Characterization Phase II, where different chemical improvements of the prototype were evaluated and a final coating prototype was selected. The degradable coatings that were obtained released silicon compounds during their hydrolytic degradation, inducing the implant osseointegration by distance osteogenesis. The new coatings offer the possibility to functionalize the titanium surface and serve like delivery vehicle of biomolecules and drugs that could improve and accelerate the titanium osseointegration process. / [ES] RESUMEN En esta Tesis Doctoral se llevó a cabo la evaluación biológica de nuevos recubrimientos híbridos (orgánico-inorgánico), sintetizados vía sol-gel, basados en precursores de silicio, como recubrimientos osteointegradores y osteoinductores aplicados a prótesis radiculares de titanio en el ámbito de la implantología dental. La evaluación biológica de los nuevos recubrimientos constó de un estudio completo para determinar el efecto de los recubrimientos sobre cultivos celulares de linaje osteoblástico y el efecto de los tejidos tras la implantación in vivo en tibia de conejo (respuesta de reacción a cuerpo extraño y osteointegración), mediante estudio histológico. La caracterización biológica se complementó con una caracterización físico-química de los materiales, determinando su topografía, su mojabilidad, la reactividad de su superficie, así como su grado de degradación y la liberación de silicio, para explicar el comportamiento biológico que cada uno de los materiales indujo. Los recubrimientos que presentaron un mejor comportamiento celular fueron seleccionados como materiales candidatos para llevar a la fase de implantación in vivo. Este trabajo constó de dos fases experimentales; (1) la Fase de Caracterización I de la que se extrajo una formulación prototipo, sobre la cual se realizaron mejoras químicas evaluadas en la (2) Fase de Caracterización II, de la cual fue elegido el recubrimiento prototipo final. Se obtuvieron recubrimientos degradables en cuya degradación hidrolítica liberaron compuestos de silicio que indujeron la osteointegración de los implantes recubiertos mediante osteogénesis a distancia, sin interferir en el proceso de osteointegración del titanio. Los nuevos recubrimientos ofrecen la posibilidad de funcionalizar la superficie del titanio y servir de vehículo de liberación de biomoléculas y fármacos que puedan mejorar y acelerar el proceso de osteointegración del titanio. / [CA] RESUM En aquesta Tesi Doctoral es va dur a terme l'avaluació biològica de nous recobriments híbrids (orgànic-inorgànic), sintetitzats via sol-gel, basats en precursors de silici, com recobriments osteointegradors i osteoinductors aplicats a pròtesis radiculars de titani en l'àmbit de la implantologia dental. L'avaluació biològica dels nous recobriments va constar d'un estudi complet per determinar l'efecte dels recobriments sobre cultius cel¿lulars de llinatge osteoblástic i l'efecte dels teixits després de la implantació in vivo en tèbia de conill (resposta de reacció a cos estrany i osteointegració), mitjançant estudi histològic. La caracterització biològica es va complementar amb una caracterització fisicoquímica dels materials, determinant la seva topografia, la seva mullabilitat, la reactivitat de la seva superfície, així com el seu grau de degradació i l'alliberament de silici, per explicar el comportament biològic que cada un dels materials va induir. Els recobriments que van presentar un millor comportament cel¿lular van ser seleccionats com materials candidats per portar a la fase d'implantació in vivo. Aquest treball va constar de dues fases experimentals; (1) la Fase de Caracterització I de la qual es va extreure una formulació prototip, sobre la qual es van realitzar millores químiques avaluades en la (2) Fase de Caracterització II, de la qual va ser elegit el recobriment prototip final. Es van obtenir recobriments degradables, en la seva degradació hidrolítica van alliberar compostos de silici que van induir l'osteointegració dels implants recoberts mitjançant osteogènesi a distància. Els nous recobriments ofereixen la possibilitat de funcionalitzar la superfície del titani i servir de vehicle d'alliberament de biomolècules i fàrmacs per poder millorar i accelerar el procés d'osteointegració del titani. / Lara Sáez, I. (2015). Evaluación biológica de nuevos recubrimientos osteoinductores sintetizados vía sol-gel para aplicación en implantología dental [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/51463