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Previous issue date: 2014 / Mesenchymal stem cells hold great promise for tissues repair and regeneration, including bone defects. The association of these cells to a scaffold which resembles bone tissue structure and physiology is a major challenge in bone tissue engineering. The lyophilized bovine bone has a structure, chemical composition and mechanical properties similar to human bone marrow and acts as an excellent osteoconductive material. This in vitro study aimed to evaluate the growth of bone marrow mononuclear cells (BMMC) on a lyophilized bovine bone scaffold (Orthogen® - Baumer S. A., BR) covered with fibronectin; to verify if different cell densities interfere with the adhesion and proliferation of these cells and to evaluate whether the combination of platelet-rich plasma (PRP) interferes with adhesion and proliferation of BMMC grown on the lyophilized bovine bone scaffold. For this purpose, bone marrow cells obtained from a Kyoto rat were grown on blocks of lyophilized bovine bone coated with fibronectin in DMEM culture medium supplemented with 10% inactivated fetal bovine serum. The Orthogen® samples were distributed into four experimental groups, in triplicate, in three 24 wells culture plates and evaluated in three periods: 72 h, 96 h and 192 h. Group 1: lyophilized bovine bone + BMMC (5 x 104 cells / well); Group 2: lyophilized bovine bone + BMMC + PRP; Group 3: lyophilized bovine bone + fibroblasts (3T3); Group 4: lyophilized bovine bone + BMMC (15 x 104 cells / well). Cultures were incubated with the intercalating agent 4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) for nuclear staining in order to evaluate the cell population density, by detection with confocal microscopy, of the number of cells adhered to the lyophilized bovine bone scaffolds, after 72 h, 96 h and 192 h. The analysis of the lyophilized bovine bone surface and the morphological aspects of the cells adhered to it was performed on one sample from each group, by scanning electron microscopy (SEM). Analysis of variance (ANOVA) with two factors showed a significant interaction between the main effects evaluated: group and time, with p < 0. 001.Through the results of Bonferroni statistical test, significant difference was found in the average number of nuclei in the period of culture of 96 h in group 3, and the period of culture of 192 h in group 4, which was higher than the other groups. Through SEM analysis, mononuclear cells adhered to the lyophilized bovine bone scaffold were observed only in the groups 3 and 4, in the last, progressively, being already possible to observe cell morphology differentiation and to identify spherical and fusiform cells with cytoplasmic extensions. We concluded that BMMC cultured on a lyophilized bovine bone scaffold coated with fibronectin adhered and proliferated on the bone surface. BMMC cultured at a density of 15 x 104 cells / well, adhered and proliferated on the bone surface more evidently, when compared to the BMMC cultured at a density 5 x 104 cells / well, in the three culture periods evaluated. The association of PRP to BMMC culture on a lyophilized bovine bone scaffold increased, but not with statistical significance, the adhesion and proliferation on the bone surface. / As células-tronco mesenquimais detêm grande promessa para a reparação e regeneração de tecidos, inclusive de defeitos ósseos. A associação destas células a um arcabouço que se assemelhe à estrutura e à fisiologia do tecido ósseo é um dos grandes desafios da engenharia tecidual óssea. O osso bovino liofilizado, com estrutura e composição química similares ao osso humano medular, além de possuir propriedades mecânicas comparáveis às do osso humano, atua como excelente material osteocondutor. O presente estudo in vitro teve como objetivos avaliar o cultivo de células mononucleares de medula óssea (CMMO) sobre um arcabouço de osso bovino liofilizado (OrthoGen® - Baumer S. A., BR) recoberto com fibronectina; verificar se diferentes densidades celulares interferem na proliferação e na adesão destas células e avaliar se a associação de plasma rico em plaquetas (PRP) interfere na adesão e na proliferação das CMMO cultivadas sobre o arcabouço de osso bovino liofilizado. Para isso, células da medula óssea obtidas de um rato Kyoto foram cultivadas sobre blocos de osso bovino liofilizado, recobertos com fibronectina, em meio de cultura DMEM suplementado com 10% de soro fetal bovino inativado. As amostras do OrthoGen® foram distribuídas em quatro grupos experimentais, em triplicata, em três placas de cultura com 24 poços e avaliadas em três períodos: 72 h, 96 h e 192 h. Grupo 1: osso bovino liofilizado + CMMO (5 x 104 células/poço); Grupo 2: osso bovino liofilizado + CMMO + PRP; Grupo 3: osso bovino liofilizado + fibroblastos (3T3); Grupo 4: osso bovino liofilizado + CMMO (15 x 104 células/poço). As culturas foram incubadas com o agente intercalante 4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) para coloração nuclear visando à avaliação de densidade populacional, por meio da detecção por microscopia confocal, do número de células aderidas aos arcabouços de osso bovino liofilizado, após 72 h, 96 h e 192 h. A análise da superfície do osso bovino liofilizado e das características morfológicas das células aderidas sobre ele o foram realizadas em uma amostra de cada grupo, com o auxílio do microscópio eletrônico de varredura. A análise de variância (ANOVA) com dois fatores mostrou interação significativa entre os efeitos principais avaliados: grupo e tempo, com valor de p < 0,001.Através dos resultados do teste estatístico de Bonferroni, verificou-se diferença significativa da média de núcleos no período de cultura de 96 h no grupo 3, e no período de cultura de 192 h no grupo 4, a qual foi maior do que as dos demais grupos. Através da análise por microscopia eletrônica de varredura foram observadas CMMO aderidas ao arcabouço de osso bovino liofilizado somente no grupo 3 e no grupo 4, neste aumentando de forma progressiva, já sendo possível evidenciar diferenciação na morfologia celular e identificar células esféricas e fusiformes com prolongamentos citoplasmáticos. Conclui-se que as CMMO cultivadas sobre um arcabouço de osso bovino liofilizado recoberto com fibronectina aderiram e proliferaram sobre a superfície óssea. As CMMO cultivadas numa densidade de 15 x 104 células / poço, aderiram e proliferaram sobre a superfície óssea de forma mais evidente, quando comparadas às CMMO cultivadas numa densidade 5 x 104 células / poço, nos três períodos de cultura avaliados. A associação de PRP à cultura de CMMO sobre um arcabouço de osso bovino liofilizado aumentou, mas não de forma estatisticamente significativa, a adesão e a proliferação celular sobre a superfície óssea.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_PUC_RS:oai:meriva.pucrs.br:10923/6994 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Kalaoun, Rosana |
| Contributors | Heitz, Cláiton |
| Publisher | Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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