51. In vivo transdifferentiation, osteoconductive and osteoinductive properties of experimental water-soluble organo-biomaterials – A Pilot Study
- Author
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Viviane Rozeira Crivellaro, Claudia Salete Judachesci, Idélcena Tatiane Miranda, João César Zielak, Moira Pedroso Leão, Rafaela Scariot, Carmen Lucia Mueller Storrer, Sharukh S. Khajotia, Gilvan Spada, Tatiana Miranda Deliberador, Fernando Luis Esteban Florez, Marilisa Carneiro Leão Gabardo, Paula Porto Spada, and Luiza Rodrigues Saling
- Subjects
0301 basic medicine ,Bone Regeneration ,Biocompatibility ,Regeneração Óssea ,Matrix (biology) ,Enxerto Ectópico ,Biomateriales ,03 medical and health sciences ,0302 clinical medicine ,Tissue engineering ,In vivo ,Ingeniería de Tejidos ,Orgânico ,Inmunohistoquímica ,Bone regeneration ,Immunohistochemical ,General Environmental Science ,Organic ,Tissue Engineering ,Chemistry ,Regeneracíon Ósea ,Transdifferentiation ,Injerto Ectopico ,Biomaterial ,Imunohistoquímica ,Ectopic Grafting ,030206 dentistry ,Biomateriais ,Engenharia de Tecidos ,030104 developmental biology ,Water soluble ,Orgánica ,General Earth and Planetary Sciences ,Biomedical engineering - Abstract
Inorganic bovine bone matrix (IBBM) is a biomaterial with proven osteoconductive functionalities. The objective of this study was to assess the in vivo bone regeneration functionalities of IBBM modified or not by an experimental MOE in sheep. MOE synthesis was performed by suspending nacre particles (0.05 g, diameters < 0.01 mm) in anhydrous acetic acid (pH 7, 5 mL, 25°C, 72 hours) using magnetic stirring. Polyethylene carriers (d= 5.0 mm, l= 10.0 mm, open ends) of negative control (sham) or experimental groups (IBBM or MOE-modified IBBM) were placed (n=3 conditions /animal; intramuscularly) adjacent to the lower spine of adult sheep (8 animals, » 45 Kg, 2 years old). Tissues were harvested (at 3 or 6 months) after implantation in preparation for histological (H), morphometrical (MM) and immunohistochemical analyses (IH; Wnt-3a, CD34, Vimentin and PREF-1). MM data were tested for normality and variance homogeneity using the Shapiro-Wilk and Levene tests, and Mann Whitney and Kruskal-Wallis, respectively. IM data were analyzed using two-way ANOVA and Tukey tests. Differences (p < 0.05) were observed between experimental groups (IBBM and IBBM+MOE at both 3 and 6 months) and controls (sham) for total area; Differences were not found for presence of remnant particles among experimental groups. The highest formation of bone was observed with IBBM+MOE (6-months). No differences (p > 0.05) were found on IM analysis (CD34, Vimentin, PREF-1, Wnt3a). Results indicated that experimental materials (IBBM+MOE) display promising functionalities. Additional studies are necessary to define biomaterials’ longitudinal effects and long-term biocompatibility properties. Matriz ósea inorgánica bovina (IBBM) son biomateriales con características osteocoductoras comprobadas. El objetivo del presente fue evaluar las funcionalidades de regeneración ósea de IBBM modificado por MOE en ovinos. MOE fue sintetizado suspendiendo-se nácar (0.05 g, diámetros < 0.01 mm) en ácido acético anhidro (pH 7, 25° C, 72 horas) con agitación magnética. Tubos huecos de polietileno (d = 5.00 mm, l = 10.00 mm, extremos abiertos) del grupo control negativo (simulacro) o grupos experimentales (IBBM o IBBM modificado por MOE) fueran colocados (n = 3/condición/animal; intramuscular) adyacente a la parte distal de la columna de ovejas (8 animales, » 45 kg, 2 años). Tejidos fueron recogidos (3 o 6 meses) después implantación para análisis histológicos (H), morfométricos (MM) e inmunohistoquímicos (IH; Wnt-3a, CD34, Vimentin y PREF-1). Datos MM se analizaron utilizando las pruebas de Shapiro-Wilk y Levene, Mann Whitney y Kruskal Wallis. Datos IM se analizaron mediante ANOVA de medidas repetidas y Tukey. Diferencias (p < 0.05) ocurrieran entre grupos experimentales (IBBM y IBBM +MOE a los 3 y 6 meses) y controles (simulacro) para área total; no se encontraron diferencias para partículas remanentes entre grupos experimentales; hueso recién formado se produjo solo en la presencia de biomateriales. Maior cantidad de hueso fue observada con IBBM + MOE (6-meses). No hubo diferencias (p > 0.05) en IH (Wnt-3a, CD34, Vimentin y PREF-1). Resultados reportados indican que materiales experimentales (IBBM + MOE) tienen características prometedoras. Se necesitan estudios para definir efectos longitudinales y de biocompatibilidad de los biomateriales. A matriz óssea inorgânica bovina (IBBM) é um biomaterial com funcionalidades osteocondutoras comprovadas. Este estudo avaliou as funcionalidades ósseo-regenerativas do IBBM modificado ou não por MOE em ovinos. MOE foi sintetizado através da suspensão do nacre (0.05 g, diâmetros < 0.01 mm) em ácido acético anidro (pH 7, 25°C, 72 horas) usando agitação magnética. Tubos de polietileno (d = 5.00 mm, c = 10.0 mm, extremidades abertas) do controle negativo (sham) ou grupos experimentais (IBBM ou IBBM modificado por MOE) foram posicionados (n = 3/condição/animal; intramuscular) adjacentes á distal da coluna de ovelhas (8 animais, » 45 Kg, 2 anos). Tecidos foram colhidos (3 ou 6 meses) pós-implantação para análises histológicas (H), morfométricas (MM) e imunohistoquímicas (IH; Wnt-3a, CD34, Vimentin and PREF-1). Dados MM foram analisados utilizando os testes Shapiro-Wilk e Levene, Mann Whitney e Kruskal-Wallis. Dados IM foram analisados usando ANOVA de medidas repetidas e Tukey. Diferenças (p < 0.05) foram observadas entre of grupos experimentais (IBBM e IBBM + MOE aos 3 e 6 meses) e controles (sham) para área total; não foram encontradas diferenças para partículas remanescentes entre os grupos experimentais; osso neoformado ocorreu apenas na presença de biomateriais. Os maiores valores de osso neoformado foram observados com IBBM + MOE (6-meses). Diferenças estatísticas (p > 0.05) não encontradas na análise IM (Wnt-3a, CD34, Vimentin and PREF-1). Resultados indicam que materiais experimentais (IBBM + MOE) apresentam funcionalidades promissoras. Estudos adicionais são necessários para definir os efeitos longitudinais dos biomateriais e suas propriedades de biocompatibilidade de longo prazo.
- Published
- 2021