O objetivo deste estudo foi analisar a modulação da expressão de metaloproteinases da matriz-2 e -9, no tecido ósseo neoformado na interface do implante derivado do polímero da mamona (Ricinus communis) com o canal medular da tíbia de coelhos, por meio de análise histológica por microscopia óptica, tomografia computadorizada e imunoistoquímica. Foram selecionados 44 coelhos machos, Oryctolagus cuniculus, da linhagem Nova Zelândia, albinos, divididos em dois grupos, sendo o Grupo 1, composto por 12 animais controle, cujas fresagens do canal medular foram produzidas bilateralmente nas tíbias e não preenchidas e, o Grupo 2, com 30 animais, cujos canais medulares da tíbia, após fresagem, foram preenchidos bilateralmente com os cilindros derivados da poliuretana da mamona. Os animais do Grupo 1 e Grupo 2 foram divididos aleatoriamente em subgrupos experimentais, conforme as datas de eutanásia pré-determinadas em 90, 120, 150 dias após o ato operatório. Um animal não foi submetido ao procedimento de fresagem, sendo utilizado para controle histológico e outro submeteu-se à eutanásia após o implante do polímero, sendo utilizado para controle de imagem do estudo com tomografia computadorizada. Decorridos os períodos experimentais, os animais foram submetidos à eutanásia, as peças removidas e encaminhadas para o exame tomográfico; posteriormente ao processamento histológico, as lâminas foram analisadas em microscópio óptico. As Metaloproteinases da Matriz (MMPs) são um importante grupo de enzimas proteolíticas zinco-dependentes responsáveis pela degradação de matriz extracelular e membranas basais. As enzimas são secretadas em uma forma latente e se tornam ativadas no ambiente pericelular, sendo relacionadas a processos fisiológicos e patológicos. No presente estudo, foram revisados alguns aspectos importantes das MMPs, discutindo-se o papel dessas enzimas em processos fisiológicos como a neoformação e maturação óssea (MMP-2). Dentre os processos patológicos que envolvem a participação das MMPs, destacam-se a reabsorção óssea e processos inflamatórios (MMP-9). A expressão de metaloproteinase da matriz-2 e -9 nos tecidos foi avaliada por meio de imunoistoquímica. Os dados obtidos foram submetidos à análise estatística por meio do teste ANOVA seguido pelo pós-teste de Tukey (α = 0,05). No grupo experimental, aos 90 dias, a interface com o polímero apresentava uma camada espessa de tecido ósseo neoformado rico em osteócitos, o qual apresentou uma maturação com o passar do tempo, aos 120 e 150 dias pós-implantação. No grupo controle, a superfície interna junto ao canal medular apresentava-se revestida por osteoblastos, seguida de faixa de tecido ósseo, com poucas lacunas preenchidas por osteócitos. O amadurecimento do tecido da superfície interna medular acontece na região interior, sendo o osso alamelar, constituído por fibras colágenas menos amadurecidas que o osso lamelar. As imagens tomográficas demonstraram não haver espaço entre a superfície do material e do osso na interface implante/medula óssea, sendo a densidade dos tecidos nesta interface semelhante à densidade das demais porções da medula óssea. O processo de remodelação óssea observado histologicamente foi acompanhado pela modulação positiva de metaloproteinase da matriz-2 durante todo o período de avaliação com baixa expressão de metaloproteinase da matriz-9. / The aim of this study was to evaluate the modulation of matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) and -9 (MMP-9) expression in newly formed bone tissue at the interface between implant derived from castor oil (Ricinus communis) polymer and the medullary canal of rabbit tibia, by histological examination under optical microscopy, computed tomography (CT) and immunohistochemical analysis. For such purpose, 44 rabbits (Oryctolagus cuniculus, New Zealand, albinus) were selected and assigned to two groups. In Group 1, composed of 12 animals (control), reamings of the medullary canal were produced bilaterally in the tibiae of the rabbits and were not filled. In Group 2, composed of 30 animals, the tibial medullary canals, after reaming, were filled bilaterally with cylinders derived from castor oil polyurethane. The animals of Groups 1 and 2 were randomly divided in experimental subgroups, according to the periods of predetermined euthanasia, which were 90, 120, 150 days postoperatively. One animal was not subjected to the reaming procedure, and served as a histological control; another animal was killed after placement of the polymer implant, and served as a control for CT imaging. Euthanasia was undertaken at the established experimental periods, and the anatomic specimens were removed and subjected to CT analysis. Then, after histological processing, the slides were examined under optical microscopy. MMPs are an important group of zinc-dependent proteolytic enzymes responsible for the degradation of extracellular matrix and basal membranes. The enzymes are synthesized in a latent form and are activated in the pericellular environment, being involved in physiological and pathological processes. In the present study, some important aspects of MMPs were reviewed, and the role of these enzymes in physiological processes, such as new bone formation and bone maturation (MMP-2), was discussed. Among the pathological processes that have the participation of MMPs, the most relevant are bone resorption and inflammatory processes (MMP-9). MMP-2 and MMP-9 expression in the tissues was evaluated by immunohistochemistry. Data were subjected to statistical analysis by ANOVA and Tukey post-test (α = 0.05). In the group experimental, at 90 days, the interface with the polymer presented a thick layer of newly formed bone tissue rich in osteocytes. This tissue exhibited an ongoing maturation at 120 and 150 days post-implantation. In the control group, the internal surface close to the medullary canal was lined by osteoblasts, followed by a bone tissue zone with few lacunae filled with osteocytes. Maturation of the tissue of the medullary internal surface occurred in the inner region, with the bone being alamellar, that is, constituted of collagen fibers less maturated than the lamellar bone. The CT scans showed no space between the material surface and the bone at the implant/bone marrow interface, and the density of the tissues at this interface was similar to the density measured in the other regions of the bone marrow. The bone remodeling process observed histologically was accompanied by positive modulation of MMP-2 during the entire evaluation period and low MMP-9 expression.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-13012012-161221 |
| Date | 14 October 2011 |
| Creators | Wallace Rocha Saran |
| Contributors | Gilberto Orivaldo Chierice, Paulo Kharmandayan, Paulo Nelson Filho, Helio Ferraz Porciuncula, Lea Assed Bezerra da Silva |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Química Analítica, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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