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.

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.