Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-16T19:44:01Z No. of bitstreams: 1 WILLIAMS TELES BARBOSA - DISSERTAÇÃO PPG-CEMat 2014..pdf: 2309358 bytes, checksum: 60fe4478ffb44784348a9ae62c055d89 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-16T19:44:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WILLIAMS TELES BARBOSA - DISSERTAÇÃO PPG-CEMat 2014..pdf: 2309358 bytes, checksum: 60fe4478ffb44784348a9ae62c055d89 (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / Capes / Biocerâmicas porosas são utilizadas para fornecer local onde o tecido ósseo possa crescer e fixar o implante biologicamente. A hidroxiapatita [HA, Ca10(PO4)6(OH)2] é um fosfato de cálcio que tem recebido atenção considerável nas últimas duas décadas como material de implante. Devido à sua ocorrência natural no tecido ósseo, os fosfatos de cálcio possuem boas propriedades de biocompatibilidade e osteocondução, tornando-a um dos biomateriais mais promissores na fabricação de scaffolds para a engenharia de tecido ósseo. O objetivo do presente trabalho centrou-se no desenvolvimento e otimização de estruturas tridimensionais porosas a base de HA combinando o método Sol-Gel e a réplica da esponja de poliuretano (PU), permitindo uma interconectividade e distribuição variada dos poros. Os scaffolds desenvolvidos foram caracterizados pelas técnicas de Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios X (EDS), Análise Termogravimétrica (TG), Porosidade, Ensaio de Compressão. Os resultados de FTIR apresentaram as bandas características da HA. A técnica de DRX revelou a presença da fase cristalina de HA (95%), como também em menor quantidade o α-Fosfato Tricálcico (2,5%). As análises por MEV revelaram scaffolds com poros interconectados com tamanhos de poros variando entre 50µm a 200μm e o EDS detectou a presença dos elementos químicos característicos da HA, como o Cálcio e o Fósforo. Os resultados de TG permitiram confirmar que as curvas de temperatura utilizadas no processo de sinterização, são eficientes para a queima da esponja, obtendo-se somente uma fase inorgânica de apatita. Os scaffolds apresentaram uma porosidade total de aproximadamente 75% e resistência à compressão variando de 3,13 a 4,86 MPa. Diante dos resultados obtidos foi possível produzir scaffolds de apatita através da metodologia Sol-Gel e combinação com a metodologia de replica de esponja porosa, com características que devem permitir a regeneração óssea. / Porous bioceramics are used to provide location where the bone tissue can grow and biologically fixing the implant. Hydroxyapatite [HA, Ca10(PO4)6(OH)2] is a calcium phosphate which has received considerable attention over the past two decades as an implant material. Due to its naturally occurring in bone tissue, the calcium phosphate has good biocompatibility and osteoconductive properties, making it one of the most promising biomaterials in the manufacture of scaffolds for bone tissue engineering. The objective of this work was the development and optimization of porous three-dimensional structures composed of HA, combining sol-gel method with the replica of a polyurethane foam, allowing interconnectivity and scattered distribution of pores. The developed scaffolds were characterized by Fourier Transform in the Infrared Region (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), Thermogravimetric Analysis (TG), Porosity Tests and Compression Tests. The FTIR results showed the characteristic bands of the hydroxyapatite. The XRD technique revealed the presence of a crystalline phase belonging to hydroxyapatite (97,5%), and to a lesser extent the α-Tricalcium Phosphate (2,5%). Analysis by SEM revealed scaffolds with interconnected pores which had sizes ranging from 50μm to 200μm and EDS detected the presence of specific chemical elements of hydroxyapatite such as Calcium and Phosphorus. TG results allowed to confirm that the temperature curves used in the sintering process, is effective for burning of the sponge, yielding only an inorganic phase of apatite. The scaffolds showed a porosity of about 75% and compressive moduli ranging from 3.13 to 4.86 MPa. Based on these results, it was possible to produce scaffolds of HA by Sol-Gel method in combination with replica of a polyurethane foam, with attributes for bone regeneration.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2456.pdf: 6548607 bytes, checksum: 486173aee7443e35a2910af043a12256 (MD5) Previous issue date: 2009-04-03 / Universidade Federal de Sao Carlos / Bioactive materials have the ability to bond and to integrate with bone tissue by forming a biologically active bonelike apatite layer, which has chemical and structural properties equivalent to the mineral phase of living bone. This process is determined by chemical reactions, whose products also influence the attachment, the proliferation, the differentiation and the mineralizing capacity of bone cells. Cellular responses contribute to the bioactive behavior, which is known for being higher in glass materials. However, as low mechanical properties are also inherent characteristics of glasses, researchers from Federal University of Sao Carlos were stimulated to develop nucleation and growth thermal treatments for the obtainment of the Biosilicate®, a fully-crystallized bioactive glassceramic of the quaternary system P2O5-Na2O-CaO-SiO2. Although a high in vitro osteogenic potential of this novel glass-ceramic has been previously demonstrated, its in vivo effects have not been investigated yet. To contribute to this knowledge, two studies were developed. The first one aimed to investigate the in vivo biological performance of Biosilicate® in bone defects of rat tibias, by means of hystomorphometric and biomechanical analyses 20 days after the surgical procedure. This study revealed that the fully-crystallized Biosilicate® has good bone-forming and bone-bonding properties. Hence, the second study aimed to compare the kinetics of the bone reactions to two different granulometric distributions of this novel glass-ceramic. Although they were both efficient for bone formation, smaller-sized particles of Biosilicate® showed partial reabsortion, which was accompanied by a more pronounced osteogenic activity within the period of time studied. Since positive results were obtained, the search for scaffolds that could serve as supports for the guided bone regeneration had started. A third study preliminarily evaluated cell culture and cocultures in porous structures made of Biosilicate® and of other chemical compositions that were specifically developed for this purpose. The findings suggest that, when in adjusted conditions, the scaffolds can create favorable cellular responses for bone tissue engineering purposes. Taken togheter, these studies point to a promising potential and provide directives for the use of Biosilicate® in bone regenerative processes. / Materiais bioativos possuem a capacidade de se ligar ao tecido ósseo por meio da formação de uma interface apatítica que apresenta similaridade química e estrutural com a fase mineral dos ossos. Esse processo ocorre devido a uma série de reações químicas, cujos produtos também influenciam a adesão, a proliferação, a diferenciação e a capacidade de mineralização da matriz pelas células ósseas. As respostas celulares contribuem para o comportamento bioativo, que é conhecido por ter maiores índices em materiais vítreos. No entanto, como baixas propriedades mecânicas também são características inerentes aos vidros, pesquisadores da Universidade Federal de São Carlos foram estimulados a empregarem nucleação e tratamentos térmicos especiais para o desenvolvimento do Biosilicato®, uma vitrocerâmica biotiva, totalmente cristalina, pertencente ao sistema quaternário P2O5-Na2O-CaO-SiO2. Embora um elevado potencial osteogênico in vitro tenha sido demonstrado para esta vitrocerâmica, seus efeitos in vivo ainda não são conhecidos. Para auxiliar este entendimento, foram desenvolvidos dois estudos. O primeiro teve como objetivo investigar o desempenho biológico in vivo do Biosilicato® particulado em defeitos ósseos em tíbias de ratos, por meio de análises histomorfométricas e biomecânicas 20 dias após o procedimento cirúrgico. Este estudo evidenciou que o Biosilicato® parece favorecer a formação óssea in vivo e o estabelecimento de fortes ligações com o tecido neoformado. Com isso, o objetivo do segundo estudo foi comparar a cinética das reações ósseas frente a duas diferentes distribuições granulométricas desta nova vitrocerâmica. Embora ambas tenham sido eficientes para a formação óssea, as partículas de Biosilicato® com menores diâmetros demonstraram reabsorção parcial no período estudado, que foi acompanhada de uma maior atividade osteogênica. Com os resultados positivos obtidos nestas investigações, iniciou-se uma busca para o desenvolvimento de matrizes porosas que pudessem servir de suporte para a regeneração guiada do tecido ósseo. Um terceiro estudo preliminarmente avaliou monoculturas e coculturas celulares em matrizes porosas de Biosilicato® e de outras novas composições químicas desenvolvidas especificamente para este propósito. Os achados sugerem que, quando em condições adequadas, as matrizes avaliadas podem produzir respostas celulares favoráveis ao seu emprego na engenharia do tecido ósseo. Estes estudos, de maneira conjunta, apontam para um potencial promissor e fornecem diretrizes para o emprego do Biosilicato® no favorecimento de processos regenerativos ósseos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:02:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5491.pdf: 1920804 bytes, checksum: 6c1ae0832cc23b3e3e7f4ac2965acd1d (MD5) Previous issue date: 2013-06-14 / Universidade Federal de Sao Carlos / The DM is a chronic metabolic disorder characterized by a deficiency in the secretion or action of insulin, leading to a series of physiological changes that determine changes in normal operation of various organs and tissues, among which bone tissue is affected, leading to bone fragility. In this context, several treatments have been shown to accelerate bone metabolism. The Resistance Exercise (ER) is highly recommended for diabetics and among its beneficial effects promotes increased bone mineral density. The low-level laser therapy (LLLT) is able to stimulate the activity of osteoblasts, as well as increase the biomechanical properties of bone. However, its effects on bone metabolism in diabetic animals are not completely understood, and its action associated with the ER. Therefore, this study aimed to investigate the action of a protocol and resistance exercises LLLT applied individually or in combination on bone metabolism in diabetic rats. Fifty male Wistar rats were randomly divided into 5 experimental groups (N = 10): non-diabetic control group (CG), diabetic control (GD), diabetic group irradiated with laser (GL), trained diabetic group (TG) and trained group laser and diabetic (GTL). In the first study we evaluated the effects of LLLT on bone diabetic in three groups: GC, GD and GL. The GL was subjected to laser irradiation Ga-Al-As, 808 nm, 100 mW, 3.57 W/cm2, 0.028 cm2, 120J/cm2, 33s, for 18 sessions, on alternate days for 6 weeks. As the GL results showed increased cortical area and RUNX-2 immunoreactivity increased compared to GD. Furthermore, LLLT produced a significant increase in the strength of fracture, and bone mineral density (BMD and BMC), compared with DG. Therefore LLLT stimulated bone formation, reducing osteopenia animals. The second study evaluated the effects associated with ER LLLT in diabetic animals from group 4: GC, GD, GT and GTL. The ER consisted of climbing, load tied to the tail of the animal, and these loads were increased weekly throughout the training sessions, the GTL at the end of each session ER animals were irradiated with laser Ga-Al-As. Performed 6 weeks, 3 times per week, totaling 18 sessions. The GT and GTL showed increased cortical area, BMD and biomechanical properties. The BMC, fracture strength and stiffness were higher in GTL over the GT. Furthermore, immunohistochemical analysis showed that GT and GTL immunoassayed for RUNX-2 increased relative to GD. Already RANK-L immunoreactivity was moderated at GD and week on the others experimental groups. In conclusion, resistance exercise promoted osteoblast activation, with the increase in the biomechanical properties and BMD. The combination of exercise and LLLT, promoted the osteogenic potential additional effect of ER performed alone. Consequently, these data highlight the potential of exercise in the treatment of bone loss due to DM. Further studies should be conducted to provide additional information on the effects of LLLT as adjuvant therapy resistance exercise. / A Diabetes Mellitus (DM) é uma doença metabólica crônica, caracterizada pela deficiência na secreção ou ação da insulina, levando a uma série de modificações fisiológicas, que determinam alterações do funcionamento normal de diversos órgãos e tecidos, dentre os quais, o tecido ósseo é afetado, levando à fragilidade óssea. Neste contexto, alguns tratamentos têm demonstrado melhorar o metabolismo ósseo. O Exercício Resistido (ER) é recomendado para indivíduos diabéticos e dentre seus efeitos benéficos promove o aumento da densidade mineral óssea. A terapia laser de baixa intensidade (LLLT) é capaz de estimular a atividade dos osteoblastos, e aumentar as propriedades biomecânicas ósseas. No entanto, seus efeitos sobre o metabolismo ósseo de animais diabéticos não estão completamente esclarecidos, bem como sua ação associado ao ER. Diante disso, este estudo teve o objetivo de investigar os efeitos de um protocolo de exercicios resistidos e da LLLT, aplicados individualmente ou em associação no metabolismo ósseo de ratos diabéticos. Cinquenta ratos Wistar machos foram distribuídos aleatoriamente em 5 grupos experimentais (N=10 cada grupo): Grupo Controle não diabético (GC), grupo controle diabético (GD), grupo Irradiado com Laser diabético (GL), grupo treinado diabético (GT) e grupo treinado e laser diabético (GTL). No primeiro estudo foram avaliados os efeitos da LLLT no osso diabético em 3 grupos: GC, GD e GL. O GL foi submetido à irradiação laser Ga-Al-As, 808 nm, 100 mW, 3,57W/cm2, 0,028cm2, 120J/cm2, 33s, durante 18 sessões, em dias alternados, por 6 semanas. Como resultados o GL mostrou aumento da área cortical e imunoexpressão de RUNX-2 aumentada em comparação o GD. Além disso, a LLLT produziu um aumento significativo na força de fratura, densidade e conteúdo mineral ósseo (DMO e CMO), em comparação com GD. Portanto a LLLT estimulou a formação óssea, reduzindo a osteopenia dos animais. O segundo estudo avaliou os efeitos da LLLT associado ao ER em animais diabéticos, a partir de 4 grupos: GC, GD, GT e GTL. O ER consistiu em escaladas, com carga atrelada à cauda dos animais, e estas cargas foram aumentadas semanalmente ao longo das sessões de treinamento, no GTL ao final de cada sessão de ER os animais foram irradiados com laser Ga-Al-As. Realizados durante 6 semanas, 3 vezes por semana, totalizando 18 sessões. O GT e GTL mostraram aumento da área cortical, DMO e propriedades biomecânicas. O CMO, a força de fratura e rigidez foram maiores no grupo GTL em relação ao GT. Ainda, a análise imunohistoquímica revelou que GT e GTL apresentaram imunoexpressão de RUNX-2, aumentada em relação à GD. Já a imunoexpressão de RANK-L foi moderada no GD e fraca nos demais grupos experimentais. Como conclusão, o exercício resistido promoveu ativação osteoblástica, com o aumento nas propriedades biomecânicas e na densidade mineral óssea. A associação de exercícios físicos e LLLT, promoveu efeito adicional ao potencial osteogênico do ER realizado isoladamente. Consequentemente, estes dados evidenciam o potencial do exercício físico no tratamento da perda óssea devido à DM. Outros estudos devem ser realizados para fornecer informações adicionais sobre os efeitos da LLLT como terapia coadjuvante ao exercício resistido.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2036.pdf: 748244 bytes, checksum: f28f7da3d00f1b29890db0e264cd0b46 (MD5) Previous issue date: 2008-08-29 / Universidade Federal de Sao Carlos / The mercury is used in the industry, medicine, agriculture and other fields. However, little is known about its involvement with the bone metabolism. The aim of this study was to evaluate the physical, biochemical and biomechanical bone parameters in adult rats contaminated with mercuric chloride during the development phase. The animals were separated as control group: 10 male rats treated with saline 0.9% (0,1 ml/100g BW) and contaminated group: 8 male rats treated with mercuric chloride (2.5 mg/Kg BW). The animals were treated during 60 days, 5 days/week, by stomacal gavage. The body weight, femoral length and diaphysis thickness were measured. The mechanical properties (maximum and failure forces, stiffness and yield) of femurs were evaluated by the three-point bending test using the universal machine Instron model 4444. The bone volume was estimated by the Archimedes Principle. The wet and ash weight were also determined. The body weight, length and minor diameter of the femurs were not different between the groups; however the major diameter increased in contaminated group (p=0.0002). It was observed an increase (p=0.0044) of bone volume and a decrease of the bone mineral density (p=0.0009) and of the percentage of mineral material (p=0.0001) of the femurs of the contaminated group. The bone response to biomechanical test was similar in both groups. The rat contamination with mercuric chloride in the dose of 2.5 mg/Kg BW caused small alteration in the development of bones, as observed by the biometrical and biophysical parameters analyzed. However these alterations were not enough to induce modification of the biomechanical and biochemical parameters. / O mercúrio é utilizado na indústria, medicina, agricultura e outros campos. Pouco se sabe sobre seu envolvimento com o metabolismo ósseo. O objetivo desse estudo foi avaliar possíveis alterações físicas, bioquímicas e biomecânicas ósseas em ratos adultos intoxicados com cloreto mercúrico durante seu desenvolvimento. Os animais foram divididos em grupo contaminado e controle, sendo 10 ratos machos tratados com salina 0,9% (0,1 ml/100g PC) e 8 ratos machos tratados com cloreto mercúrico (2,5 mg/Kg PC), durante 5 dias/semana, por 60 dias pelo método de gavagem gástrica. O peso corporal, comprimento femoral e espessura das diáfises femorais foram mensurados. As propriedades (força máxima e de ruptura, rigidez e resiliência) dos fêmures foram mensuradas através do teste de flexão à três pontos em uma máquina universal modelo Instron 4444. Através do Princípio de Arquimedes, calculou-se o volume ósseo, e a partir deste parâmetro as densidades óssea e mineral foram determinadas utilizando as propriedades físicas: peso seco, peso imerso, peso úmido e das cinzas. O peso corporal, comprimento e o diâmetro menor do fêmur não foram diferentes entre os grupos, porém o diâmetro maior aumentou no grupo contaminado (p=0,0002). Houve aumento do volume ósseo (p=0,0044) e diminuição da densidade mineral (p=0,0009) e percentual de material mineral (p=0,0001) dos fêmures do grupo contaminado, porém essas alterações não foram suficientes para provocar alteração dos parâmetros biomecânicos. A contaminação com cloreto mercúrico na dose de 2,5 mg/Kg PC causou pequena alteração do desenvolvimento ósseo dos ratos, como pode ser observado pela alteração dos parâmetros biométricos e biofísicos, mas não suficiente para alterar os parâmetros bioquímicos e biomecânicos do fêmur.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2339.pdf: 646629 bytes, checksum: a664e5d6f2b2d647db3059c99759df5b (MD5) Previous issue date: 2009-04-09 / Universidade Federal de Sao Carlos / Lead is a ubiquitous pollutant in the environmental ecosystem which distribution is mainly anthropogenic, come from burning fossil fuels, mining and various industrial products. There is little knowledge of the involvement of this element on the bone metabolism. This study aimed to determine possible changes in adult rat bone, contaminated with lead acetate during the development phase, through the incorporation of lead in the tissue. Biometric, biophysical, and biomechanical bone parameters were analyzed. The animals were divided into 3 groups: control, 9 rats treated with saline 0.9% (0.1 ml/100g BM) and contaminated groups C-100 and C-200 with 10 animals each, poisoned with lead acetate (100 and 200 mg / kg BM, respectively), once per week for 8 weeks by gastric gavage method. The incorporation of lead was examined with scanning electron microscopy and the concentration of this element in bone tissue with atomic absorption spectrometry with flame. We calculated the bone volume, and from this parameter the bone density was determined. The biomechanical properties of femurs were obtained by three points bending test. Contamination with lead acetate promoted incorporation and increased the concentration of lead in bone for the two doses tested, however were not sufficient to cause changes in the somatic and bone development of these animals. The dose of 100 mg / kg BM was not enough to cause bone changes and the dose of 200 mg / kg BM caused reduced bone density and strength. Therefore, the results indicate the ability of this element in damage the quality of the bone and maybe, serve as a source for endogenous subsequent contamination. / Chumbo é um poluente ubíquo no ecossistema cuja distribuição ambiental é principalmente antropogênica, oriunda da queima de combustíveis fósseis, mineração e fabricações industriais diversas. Há pouco conhecimento do envolvimento deste elemento sobre o metabolismo ósseo. O objetivo deste estudo foi estabelecer possíveis alterações ósseas em ratos adultos, contaminados com acetato de chumbo durante a fase de desenvolvimento, por meio da incorporação de chumbo neste tecido. Foram analisados parâmetros biométricos, biofísicos, e biomecânicos ósseos. Os animais foram divididos em 3 grupos: controle, com 9 ratos tratados com salina 0,9% (0,1 ml/100g MC) e contaminados C-100 e C-200 com 10 animais cada, intoxicados com acetato de chumbo (100 e 200 mg/kg MC, respectivamente), 1 vez por semana, por 8 semanas pelo método de gavagem gástrica. A incorporação de chumbo foi analisada com microscopia eletrônica de varredura e as concentrações deste elemento no tecido ósseo com espectrometria de absorção atômica com chama. Calculou-se o volume ósseo, e a partir deste parâmetro a densidade óssea foi determinada. As propriedades biomecânicas dos fêmures foram obtidas pelo teste de flexão a três pontos. A contaminação com acetato de chumbo promoveu incorporação e aumento da concentração de chumbo no tecido ósseo para as duas doses testadas, entretanto não foram suficientes para provocar alterações no desenvolvimento somático e ósseo destes animais. A dose de 100 mg/kg MC não foi suficiente para provocar alterações ósseas e a dose de 200 mg/kg MC provocou redução da densidade e resistência óssea. Portanto, os resultados apontam a capacidade deste elemento em prejudicar a qualidade do tecido ósseo e talvez servir como fonte endógena para contaminações subseqüentes.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5493.pdf: 2266591 bytes, checksum: fcc52b05d86dfd96d2e89c3f4e1f85dd (MD5) Previous issue date: 2013-07-05 / Financiadora de Estudos e Projetos / The process of formation and remodeling of bone tissue is influenced by several factors such as hormones, nutrition, genetics, sex, age, intercurrent disease and environmental factors. There are published reports of the performance of nanoparticles on the development and bone remodeling, and also on kidney, liver and heart. The objective of this study was to analyze the possible influence of gold nanoparticle (AuNPs) exposure on bone tissue and on kidney, heart and liver. After a single intravenous AuNPs exposure biometric, biophysical and biomechanical bone parameters of adult rats were analyzed. The animals were randomly distributed into three groups (1 week, 1 month and 2 months), divided into four, which were respectively treated with polymer poliaminoamida (PAMAM), PAMAM + AuNPs, citrate (citrate buffer) and citrate + AuNPs. Gold nanoparticles were administered by a single dose (0,01 mg Au/kg MC),via the jugular vein. The biomechanical properties of femurs were obtained by the three point bending test. The mass of the kidney, liver and heart were also analyzed. There were no significant differences of the different bone parameters and organs weights among the groups in their respective treatment periods. Therefore, the results indicated that the dose of AuNPs used in this study did not impair the quality of bone tissue as well as the organ weights. These results may help in understanding the possible actions of AuNPs on the bone tissue and organs. / O processo de formação e remodelamento do tecido ósseo é influenciado por diversos fatores tais como hormonais, alimentação, genética, sexo, idade, doenças intercorrentes e fatores ambientais. Há relatos na literatura da atuação de nanopartículas sobre o desenvolvimento e remodelamento ósseo e de sua influência sobre rim, fígado e coração. O objetivo deste estudo foi analisar possíveis influências da exposição de nanopartículas de ouro (AuNPs ) sobre o tecido ósseo, rim, fígado e coração. Após uma única exposição intravenosa, foram analisados parâmetros biométricos, biofísicos e biomecânicos ósseos de ratos adultos e o peso úmido do rim, coração e fígado. Os animais foram distribuídos aleatoriamente em três grupos (uma semana, um mês e dois meses), subdivididos em quatro, os quais foram tratados respectivamente com polímero poliaminoamida (PAMAM), PAMAM + AuNPs, Citrato (tampão citrato) e Citrato + AuNPs. As nanopartículas de ouro foram administradas em dose única (0,01 mg Au/kg MC), via veia jugular. As propriedades biomecânicas dos fêmures foram obtidas pelo teste de flexão a três. Não houve diferenças significativas dos diferentes parâmetros ósseos e massa dos órgãos entre os grupos nos seus respectivos períodos de tratamento. Portanto, os resultados apontam que a dose de AuNPs utilizada neste estudo não prejudicou a qualidade do tecido ósseo assim como a massa dos órgãos. Estes resultados podem auxiliar no entendimento de possíveis ações de AuNPs sobre o tecido ósseo e dos órgãos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:23:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5830.pdf: 3124907 bytes, checksum: 55c12c9ea3515d048b2237215c49333a (MD5) Previous issue date: 2014-05-06 / Financiadora de Estudos e Projetos / Resveratrol (trans 3,5,4 'trihydroxystilbene) is a polyphenol found in some plants and fruits. There are indications that it may be associated with the prevention of osteoporosis due to its action similar to a SERM (Selective Estrogen Receptor Modulators), a substance used to treat osteoporosis (among other diseases) in women whose use of hormone replacement therapy does not is indicated. However, more specific information about their effect in various quotas of bone tissue is still scarce. The aim of this study was to evaluate the ability of resveratrol to protect against bone changes characteristics of estrogen deficit in young adult ovariectomized rats. Were utilized 30 animals (Wistar rats) distributed into 3 groups: intact group (INT) with 10 intact animals, ovariectomized group (OVX) with 10 ovariectomized animals treated with a saline and dimethylsulfoxide (DMSO) solution, ovariectomized + resveratrol group (OVX + RES) with 10 ovariectomized animals treated with a resveratrol, saline and DMSO solution [0.7 mg/kg BW (body weight)], 7 times a week, for 12 weeks. Biometric, biophysical, biomechanical, microtomographical and radiographic density parameters were analyzed from bones with higher cortical (femur) and trabecular quota (vertebrae). The biomechanical properties of femurs were obtained by the three-point bending test and the lumbar vertebrae obtained by bone compression test. Lumbar vertebrae were used to perform the microtomographical analysis and radiographic density analysis. The ovariectomized rats gained more body weight and had lower bone density and radiographic density, and also showed reduction of microtomographical parameters when compared to the intact group. The biomechanical parameters of femurs did not change in neither group. The animals treated with resveratrol did not shown decrease in microtomographical parameters and bone density of the vertebrae as the untreated group. Therefore, the results suggest resveratrol as a potential protector of ovariectomy induced spoliation of bone tissues with greater trabecular quota. / Resveratrol (trans 3,5,4 -trihidroxiestilbeno) é um polifenol encontrado em algumas plantas e frutos. Há indícios de que ele possa ser associado à prevenção da osteoporose devido a sua ação similar a de um SERM (Selective Estrogen Receptor Modulators), substância utilizada para tratamento da osteoporose (entre outras doenças) em mulheres cujo o uso da Terapia de Reposição Hormonal não é indicado. Entretanto, informações mais específicas sobre o seu efeito em diferentes contingentes do tecido ósseo ainda são escassas. O objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade do resveratrol de proteger contra as alterações ósseas características da deficiência de estrógeno em ratas adultas jovens ovariectomizadas. Foram utilizados 30 animais (ratas Wistar) distribuidos em 3 grupos: grupo intacto (INT) com 10 animais intactos, grupo controle ovariectomizadas (OVX) com 10 animais ovariectomizados tratados com uma solução de salina e Dimetilsulfóxido (DMSO), grupo ovariectomizadas + resveratrol (OVX + RES) com 10 animais ovariectomizados tratados com uma solução de resveratrol, salina e DMSO intraperitonealmente [0,7 mg/kg MC (massa corpórea)], 7 vezes por semana, por 12 semanas. Foram analisados os parâmetros biométricos, biofísicos, biomecânicos ósseos, microtomográficos e de densidade radiográfica de ossos com maior contingente cortical (fêmures) e trabecular (vértebras). As propriedades biomecânicas dos fêmures foram obtidas pelo teste de flexão a três pontos e das vértebras lombares obtidas pelo teste de compressão óssea. Foram utilizadas vértebras lombares para a realização da análise microtomográfica e de densidade radiográfica. As ratas ovariectomizadas apresentaram maior ganho de massa corporal e diminuição da densidade óssea e densidade radiográfica, além de redução dos parâmetros microtomográficos quando comparadas ao grupo intacto. Os parâmetros biomecânicos dos fêmures não sofreram alteração em nenhum dos grupos. Os animais tratados com resveratrol não apresentaram a diminuição dos parâmetros microtomográficos e de densidade óssea das vertebras como os não tratados. Portanto, os resultados apontam o resveratrol como potencial protetor do tecido ósseo com maior contingente trabecular da espoliação induzida pela ovariectomia.

Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3621.pdf: 12488772 bytes, checksum: 3b893af6e3b0ea869fd5eda12f270c8a (MD5) Previous issue date: 2011-02-24 / Financiadora de Estudos e Projetos / Several resources have been studied in order to accelerate the process of bone repair. Among these resources, bioactive materials and low level laser therapy (LLLT) have gained prominence. Several studies suggest that both resources are able of stimulating osteoblast proliferation and osteogenesis at the fracture site, promoting a greater deposition of bone mass, which is fundamental for the consolidation process. Within this context, this project aimed to assess the effects of LLLT (_ = 830nm), with the fluencies of 120J/cm ² and scaffold Biosilicate®, used associated or not, on consolidation of induced tibial bone defects in the rats. In this study it was used 40 male Wistar rats (3 months ± 250g) divided into four groups (with 10 animals each): group control bone defect without any treatment (GC), group bone defect irradiated with LLLT 830nm (GL); group bone defect treated with implantation of scaffolds Biosilicate ® (GB); group bone defect treated with implantation of scaffolds Biosilicate ® and LLLT 830nm (GBL). The animals were submitted to laser irradiation (Ga-As-Al, 830nm, 100mW) at a single point on the bone defect for eight sessions, on alternate days. The euthanasia of animals occurred at day 15 after surgery, 24 hours after the last laser treatment session. Morphological analysis revealed that the laser group, showed better tissue organization in relation to other groups. Furthermore, morphometric analysis revealed that the irradiated animals showed a higher amount of newly formed bone compared to the other groups. The expression of COX-2 and RUNX-2/CBFA-1 were higher in GB and GBL groups. Also, biomechanical analysis revealed no statistical differences among experimental groups. From the results obtained in this study, it is possible to suggest that both treatments had osteogenic potential 15 days after surgery, but the LLLT was more effective in bone repair when compared to the biomaterials, or even when the two treatment modalities were associated. / Vários recursos têm sido estudados com o intuito de acelerar o processo de reparação óssea. Dentre esses recursos, os materiais bioativos e a Terapia Laser de Baixa Intensidade (LLLT) vêm se destacando, vários estudos sugerem que ambos os recursos são capazes de estimular a proliferação de osteoblastos e a osteogênese no local da fratura, promovendo maior deposição de massa óssea, fundamental para o processo de consolidação. Dentro deste contexto, esse projeto teve como objetivo verificar os efeitos da LLLT (_ = 830nm), com fluência de 120J/cm² e do scaffold de Biosilicato®, utilizados independentemente ou associados na consolidação de defeitos ósseos induzidos em tíbias de ratos. Foram utilizados 40 ratos machos da linhagem Wistar (3 meses de idade ± 250 gramas) distribuídos em 4 grupos experimentais com 10 animais cada: grupo controle com defeito ósseo e sem tratamento (GC); grupo defeito ósseo tratado com Laser 830nm (GL); grupo defeito ósseo tratado com implante de scaffolds de Biosilicato® (GB); grupo defeito ósseo tratado com implante de scaffolds de Biosilicato® e Laser 830nm (GBL). Os animais foram submetidos a irradiação Laser (Ga-As-Al, 830nm, 100mW) em um único ponto sobre o defeito ósseo por oito sessões de tratamento, em dias alternados. A eutanásia dos animais aconteceu no 15º dia após a cirurgia, 24 horas após a última sessão de tratamento Laser. A análise morfológica revelou que o grupo Laser, apresentou melhor organização tecidual em relação os demais grupos experimentais. Além disso, a análise morfométrica evidenciou uma maior quantidade de osso neoformado no grupo tratado com Laser comparado aos animais dos demais grupos. A expressão à COX-2 e a RUNX-2/CBFA-1 mostrou-se mais intensa nos grupos GB e GBL e na análise biomecânica não houve diferença estatística entre os grupos experimentais. A partir dos resultados obtidos neste estudo, pode-se sugerir que ambos os tratamentos apresentaram potencial osteogênico 15 dias após a cirurgia, porém a Terapia Laser de Baixa Intensidade foi mais eficaz no processo de reparo ósseo, quando comparado ao biomaterial, ou mesmo quando as duas modalidades de tratamento foram associadas.

O osso requer que alguns de seus elementos detectem estímulos mecânicos e os transformem em sinais celulares adequados para que o tecido ósseo possa manter a eutrofia e adaptar-se às solicitações mecânicas a que é submetido. Assim, a estrutura óssea pode torna-se mais resistente quando a demanda mecânica aumenta e, da mesma forma, menos resistente em condições de hipoatividade como imobilizações, sequelas motoras, repouso prolongado ou em ambientes de microgravidade como as experimentadas por astronautas. Dessa interação podem resultar ossos com massa diminuída, o que caracteriza situações de osteopenia ou osteoporose. Uma das indicações do exercício de natação é estimular e manter o trofismo do tecido ósseo. No entanto, a relação entre natação e qualidade óssea em pessoas com osteopenia, não foi suficientemente estudada de forma a embasar recomendações clínicas. Assim, o objetivo desta pesquisa foi investigar a eficácia da natação na recuperação da qualidade óssea avaliada em tíbias de ratas com osteopenia induzida por suspensão dos membros posteriores. Foram utilizadas 50 ratas da raça Wistar divididas em cinco grupos experimentais (n=10/grupo); dois controles e três experimentais. Houve um grupo suspenso pela cauda durante 21 dias consecutivos (S) e seu controle que permaneceu em gaiolas comuns pelo mesmo período (CI). No grupo suspenso e treinado os animais permaneceram em suspensão durante 21 dias, e depois foram submetidos a 20 sessões de natação (ST). No grupo suspenso não treinado os animais foram suspensos por 21 dias e soltos em gaiolas comuns por 30 dias (SNT). No grupo controle II as ratas foram observadas em gaiolas comuns por 51 dias, sem intervenção (CII). A avaliação da qualidade óssea foi feita pela densitometria (DXA) e ensaio mecânico realizados na tíbia direita e histomorfometria da região metafisária proximal da tíbia esquerda. Para análise estatística todos os valores foram considerados diferentes significativamente em p<0,05. Os ensaios mecânicos mostraram que, para o grupo S os valores de força máxima (-14,03%, p=0,0003), rigidez (-21,68%, p=0,0055), DMO (-17,62%, p=0,019) e percentual de osso trabecular (-57,2%, p=0,0001), diminuíram significativamente em comparação com o grupo CI. A comparação das propriedades mecânicas simultâneas entre os grupos avaliados após 51 dias (STxCIIxSNT) mostrou diferença estatística significante entre os grupos para força máxima de (p=0,0014), rigidez (p=0,0010), DMO (p= 0,0095) e percentual de osso trabecular (p<0,0001). O grupo ST apresentou aumento significativo na força máxima (+10,23%, p<0,05), rigidez (+21,91%, p<0,001), DMO (+9,46%, p<0,05) e percentual de osso trabecular (+48,82%, p<0,001) em comparação com o grupo SNT. Na comparação dos grupos SNT e CII também houve diminuição significativa (-14,4%, p<0,05) para força máxima, rigidez (-25,21%, p<0,005), DMO (-13,34%, p<0,05) e percentual de osso trabecular (-52,06%, p<0,001). Finalmente, a comparação entre os grupos ST e CII não apresentou diferença estatística significante (p>0,05) para os valores de força máxima, rigidez, DMO e percentual de osso trabecular. Em relação à análise histológica qualitativa o grupo S apresentou ossos com características histológicas condizentes com osteopenia, com trabéculas ósseas bem mais delgadas em quantidade muito menor tanto na epífise quanto na metáfise, quando comparado ao grupo CI. O grupo suspenso apresentou ainda, diminuição na espessura do tecido ósseo compacto e redução significativa na quantidade de tecido esponjoso em sua porção mais interna. A espessura do tecido ósseo compacto se mostrou similar nos diferentes grupos (ST, SNT e CII). Todavia, a espessura e a quantidade de trabéculas do osso esponjoso diferiram expressivamente nos diferentes grupos. O grupo ST apresentou uma aparente maior quantidade de trabéculas ósseas, bastante delgadas, ao passo que o grupo CII apresentou, comparativamente, uma menor quantidade de trabéculas bem mais espessas. Comparado a estes últimos, o grupo SNT apresentou uma menor quantidade de trabéculas com delgada espessura. Com a suspensão por três semanas os parâmetros mostraram que houve deterioração da qualidade óssea expressa pela diminuição da densidade mineral óssea, enfraquecimento mecânico do osso e perda de massa óssea trabecular. A quantidade de osso trabecular na região metafisária foi o parâmetro mais afetado pela hipoatividade, mas também o elemento que apresentou a resposta mais rápida para a atividade motora. A conclusão foi que a natação reverteu mais rapidamente a deterioração osteopênica causada pela hipoatividade, com recuperação completa da qualidade óssea. / The bone is able to detect mechanical stimuli and to transform them into cell response so that the bone tissue can maintain its health and to adapt to different mechanical demands (mechanotransduction). Thus, the bone structure become more resistant when the mechanical solicitations are increased and, conversely, less resistant when in hypoactivity conditions as occurring during immobilizations, in locomotor sequela, prolonged bed rest or in a microgravity environment as experienced by astronauts. In general, hypoactivity leads the bone to develop a decreased and deteriorated mass, thus characterizing conditions of osteopenia or osteoporosis. Thus, physical activity such as swimming is indicated as one of the factors that contribute to the bone health. However, the relation between swimming and bone quality in individuals with osteopenia has not been sufficiently studied to fully support clinical recommendations. So, the aim of this study was to investigate the effectiveness of swimming in recovering bone quality evaluated in osteopenic tibias of rats that spent three weeks in hindlimb suspension. Fifty Wistar rats were used and divided into five groups (n = 10/group); two control and three experimental groups. There was a group suspended by the tail for 21 consecutive days (S) and its control kept in regular cages for the same period (CI). In the suspended and trained group, animals were suspended for 21 consecutive days and then underwent a 20 swimming sessions (ST). In the suspended, not trained group, animals were suspended for 21 days and released in regular cages for 30 days (SNT). In the control group II rats were kept in regular cages for 51 days without intervention (CII). The bone quality was assessed by densitometry (BMD), bending mechanical testing and histomorphometry. Statistical significance was set at p<0.05. Mechanical tests showed that for the suspended group there was a decrease of the maximum force (-14.03%, p = 0.0003), stiffness (-21.68%, p = 0.0055), BMD (-17.62 %, p = 0.019) and the percentage of trabecular bone (-57.2%, p = 0.0001) in comparison with the control group. Comparison among the groups after 51 days (STxCIIxSNT) showed statistically significant differences between groups for maximum force (p = 0.0014), stiffness (p = 0.0010), BMD (p = 0. 0095) and the percentage of trabecular bone (p<0.0001). The suspended and trained group showed a significant increase in maximum force (+10.23%, p <0.05), stiffness (+21.91%, p<0.001), BMD (+9.46%, p<0.05) and the percentage of trabecular bone (+48.82%, p <0.001) compared to the suspended and not trained group. When the suspended but not trained group was compared to control CII, there was also a significant decrease (- 14.4%, p<0.05) for maximum force, stiffness (-25.21%, p<0.005), BMD (-13.34%, p<0.05) and the percentage of trabecular bone (-52.06%, p<0.001). Finally, the comparison between group suspended and trained ad its control and CII showed no statistically significant difference (p>0.05) for all the parameters. Considering the qualitative histological analysis, suspended group presented bones with histological characteristics consistent with osteopenia, with thinner trabecular bone and in much less quantity both in the epiphysis and in the metaphysis. The suspended and trained group had a higher quantity of trabecular bone, with thinner trabeculae, while the CII group showed a comparatively smaller amount of much thicker trabeculae. Compared to the latter, the suspended and not trained group had an apparent smaller amount of trabeculae with a thinner thickness. In conclusion, the three week suspension caused a marked deterioration of the tibia bone tissue that was completely reverted by swimming and partially reverted with spontaneous cage activities taking in consideration all the parameters analyzed.

A regeneração de defeitos ósseos continua sendo um grande desafio na área de Odontologia e Medicina. É bem estabelecido que células-tronco mesenquimais (CTMs) e osteoblastos (OBs) desempenham um papel crítico na osteogênese, tornando-se candidatos a utilização em procedimentos de terapia celular que visam otimizar o processo de reparação óssea. Porém, pouco se sabe sobre a interação entre CTMs e OBs, e a maioria dos estudos enfatiza o efeito dos OBs sobre CTMs, fazendo com que a influência das CTMs na atividade osteogênica dos OBs continue sendo uma questão desafiadora. Baseados em nossos estudos anteriores, formulamos a hipótese de que a terapia celular que fizesse uso de uma associação de CTMs e OBs poderia ser mais eficaz para o reparo do tecido ósseo do que essas células isoladamente, principalmente como resultado da estimulação de OBs por CTMs. Para tal, foi realizado estudo in vitro para avaliar os efeitos das CTMs sobre os OBs e in vivo para avaliar os efeitos dessas células, isoladamente e combinadas, sobre a reparação óssea. CTMs da medula óssea de rato foram cultivadas em meio de crescimento para manterem-se como CTMs ou em meio osteogênico para diferenciarem-se em OBs. Após alcançar a subconfluência, as células foram cultivadas in vitro em três diferentes condições: (1) co-cultura direta de CTMs e OBs usando três proporções celulares (1:1, 1:2 e 2:1), (2) co-cultura indireta de CTMs e OBs usando insertos e (3) OBs cultivados em meio condicionado por CTMs. Para avaliação das respostas celulares foram realizados ensaios de proliferação celular, atividade de fosfatase alcalina (ALP), formação de matriz mineralizada, expressão gênica de marcadores osteoblásticos, imunolocalização de sialoproteína óssea (BSP) e osteopontina (OPN) e migração celular. Para os experimentos in vivo, as células foram carreadas em esponja de colágeno através de vários ciclos de centrifugação. Após, defeitos ósseos em calvária de rato foram preenchidos com (1) esponja de colágeno sem células, (2) esponja de colágeno com CTMs, (3) esponja de colágeno com OBs e (4) esponja de colágeno com associação de CTMs e OBs. Para avaliação da reparação óssea in vivo após 4 semanas, foram realizadas análises histomorfométricas através de cortes histológicos e microtomografia computadorizada. Os dados foram comparados pelo teste de Kruskal-Wallis e, se necessário pelo teste de Mann-Whitney (p&le;0,05). Foi observado que CTMs têm efeito repressivo sobre a proliferação e as expressões fenotípicas e genotípicas de OBs (P&le;0,05). Em relação ao reparo dos defeitos ósseos, somente naqueles tratados com células observou-se formação óssea predominantemente como ilhotas isoladas e diferenças, principalmente qualitativas, entre os tipos celulares utilizados, com tendência de maior formação óssea em defeitos tratados com OBs em comparação ao uso de CTMs. Com base nos resultados obtidos, pôde-se concluir que as CTMs apresentam efeito inibitório sobre OBs e que a terapia celular com OBs parece ser mais eficaz no reparo do tecido ósseo. / The regeneration of bone defects remains a major challenge in the field of Dentistry and Medicine. It is well known that mesenchymal stem cells (MSCs) and osteoblasts (OBs) play critical roles in osteogenesis, making them promising alternatives to be employed in cell therapy procedures to enhance the process of bone regeneration. Studies about the crosstalk between MSCs and OBs are mainly focused on the effect of OBs on MSCs, thus how MSCs may affect OBs phenotype expression remains a challenging question. Based on our previous studies, we have hypothesized that cell therapy using a combination of MSCs and OBs could be more effective for the bone repair than these cells separately, mainly due to the stimulation of OBs by MSCs. For this, we carried out in vitro experiments to evaluate the effects of MSCs on the OBs and in vivo experiments to assess the effects of these cells either isolated or combined on bone repair. Rat bone marrow MSCs were cultured either in growth medium to keep MSCs features or in osteogenic medium to differentiate into OBs. After reaching subconfluence, cells were grown in vitro in three different conditions: (1) direct coculture of MSCs and OBs using three cell proportions (1:1, 1:2 and 2:1), (2) indirect coculture of MSCs and OBs using transwell porous filters and (3) OBs cultured in MSCs conditioned medium. Cell responses were evaluated by assaying cell proliferation, alkaline phosphatase activity (ALP), mineralized matrix formation, gene expression of osteoblast markers, immunolocalization of bone sialoprotein (BSP) and osteopontin (OPN), and cell migration. For in vivo experiments, cells were seeded into collagen sponge by a centrifugation method. After, calvarial defects were implanted with (1) collagen sponge without cells, (2) collagen sponge with MSCs, (3) collagen sponge with OBs, and (4) collagen sponge and association of MSCs with OBs. To evaluate bone repair at the end of 4 weeks, histomorphometric analyzes were carried out using histological slides and micro-computed tomography. Data were compared by Kruskal-Wallis test and, if appropriated, by Mann-Whtiney test (p&le;0.05). It was observed that MSCs repressed proliferation, phenotypic and genotypic expressions of OBs (P&le;0.05). Bone formation was observed only in cell treated defects as isolated islets and qualitative differences were noticed among cell types, with a tendency of more bone formation in OBs treated defects compared with MSCs ones. Based on these results, we can conclude that MSCs exhibited inhibitory effect on OBs and that cell therapy with OBs seemed to be more effective for bone repair.