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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.23.2017.tde-27112017-154525
Document
Author
Full name
Thais Claudino Lage
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2017
Supervisor
Committee
Adde, Carlos Alberto (President)
Chavez, Victor Elias Arana
Gonçalves, Flavia
Romano, Marcelo Munhóes
Title in Portuguese
Análise in vitro da citotoxicidade em osteoblastos de dispositivos poliméricos incorporados com antimicrobianos para uso local
Keywords in Portuguese
Antimicrobianos
Citotoxicidade
Osteoblastos
PLLA
Abstract in Portuguese
Os osteoblastos são células de origem mesenquimal envolvidas na formação óssea. Essas células podem sofrer alterações decorrentes de traumas, intervenções, e infecções. As infecções podem ser minimizadas a partir do uso de antimicrobianos. O poli(L-lactídeo) ou PLLA, é um polímero sintético que se destaca por sua biocompatibilidade e absorção, o qual pode ser utilizado como um liberador farmacológico local, como alternativa à terapêutica antimicrobiana sistêmica. Esse polímero também é empregado como matriz de suporte celular na engenharia de tecidos ósseos, por auxiliar na reparação e regeneração. A incorporação de partículas nesse polímero pode gerar reações adversas, portanto, devemos nos certificar que o dispositivo polimérico incorporado com antimicrobianos não seja citotóxico. Proposição: Analisar a estrutura e a citotoxidade em osteoblastos de dispositivos poliméricos de PLLA incorporados com antimicrobianos, sendo eles: Amoxicilina ou Azitromicina ou Clindamicina ou Metronidazol para uso local. Metodologia: Foram confeccionados 270 dispositivos poliméricos com 6mm de diâmetro composto de PLLA com a incorporação de antimicrobianos a 20%, Amoxicilina (AM) ou Azitromicina (AZ) ou Clindamicina (CL) ou Metronidazol (ME) sendo confeccionados através de dois métodos: eletrofiação (malhas) ou deposição (filmes). Posteriormente, foi realizado o teste de citotoxicidade direta MTT nesses dispositivos com a cultura de osteoblastos em 24, 48 e 72h de experimento. Para análise da estrutura do dispositivo, foram feitas análises macroscópicas através de fotografias digitais e microscópicas com Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV). Resultados: A reação de citotoxidade mostrou que malhas e filmes incorporados à antimicrobianos são compatíveis com a cultura de osteoblastos, não apresentando citotoxicidade em nenhum momento do estudo (p<0.05). Na fotografia pudemos observar que os dispositivos apresentam coloração semelhante em relação às malhas e coloração diferenciada para filmes dependendo do tipo de antimicrobiano incorporado. No MEV, através da análise dos dispositivos pudemos notar que houve diferença no aspecto das superfícies dos filmes, sendo que os filmes de AM apresentaram aspecto irregular e poroso, enquanto AZ aparece liso com alguns grânulos, os de CL e ME possui superfícies ásperas e os de PLLA apresentaram superfície lisa. Quanto às malhas, notamos que todas as amostras apresentaram microfibras e poros que imitam a matriz extracelular, diferenciando-se apenas na espessura das fibras. Houve a presença de osteoblastos em todos os filmes confeccionados, mas os filmes de AM não induziram a proliferação, aparecendo apenas células isoladas. Enquanto nas malhas só foram observados osteoblastos em malhas de AM, ME e PLLA. Conclusão: Os dispositivos poliméricos confeccionados com PLLA incorporados com antimicrobianos podem ser usados na reparação e regeneração óssea uma vez que não apresentaram citotoxicidade em osteoblastos.
Title in English
In vitro analysis of cytotoxicity in osteoblasts of polymer devices incorporated with antimicrobials for local use
Keywords in English
Antimicrobials
Cytotoxicity
Osteoblasts
PLLA
Abstract in English
Osteoblasts are mesenquima originated cells, which are involved in the bone formation. These cells may suffer alterations due to traumas, interventions and infeccions. The infections can be minimized by the handling of antimicrobials. Poly (L-lactide) or PLLA is a synthetic polymer known for its biocompatibility and absorption, which can be used as a local pharmacological releaser, as an alternative to the systemic antimicrobial therapy. This polymer also can be frequently used as a supporting structure to cellular matrix in the bone tissue engineering as it can be used for support in repair and regeneration. The particle incorporation in this polymer can create side effects, therefore, we need to certificate that the polymeric device incorporated with antimicrobials are not cytotoxic. Proposition: Analyse the structure and cytotoxicity in osteoblasts of PLLA polymeric devices associated with antimicrobials, being them: Amoxicillin, Azithromycin, Clindamycin and Metronidazole. Methods: For this study 270 polymerical devices were manufactured with 6mm diameter of PLLA with a 20% antimicrobials incorporation of Amoxicillin (AM), Azithromycin (AZ), Clindamycin (CL) and Metronidazole (ME) that have been produced through two methods: eletrospinning (mesh) or casting (film). Afterwards a MTT cytotoxicity test was made over the periods of 24, 48 and 72 hours of experiment. To make a structural analysis of the device a macroscopic analysis was performed through photographs and microscopic imaging with scanning electron microscope (SEM). Results: The cytotoxicity reaction exhibited that meshes and films incorporated with antimicrobials are comparable with the osteoblasts culture, indicating that there was no cytotoxicity in any moment (p < 0.05). In the phothograph we could observe that the devices showed a similar coloration among the meshes and different coloration for the films depending on the incorporated antimicrobial. The SEM analysis displayed a difference in the surface appearance of the films. The AM films displayed an irregular and porous appearance, meanwhile, AZ looked smooth with few grains, the CL and ME have rough surfaces and PLLA presents smooth surfaces. As for the meshes, we noticed that all the samples had microfibers and pores that mimic the extracellular matrix, differing only in the thickness of the fibers. Osteoblasts were present in all films but AM did not induce proliferation, with only isolated cells emerging. In meshes osteoblasts were only found in AM, ME and PLLA. Conclusion: Polymeric devices made with PLLA incorporated with antimicrobials can be used in bone repair and regeneration given that they did not offer cytotoxicity for osteoblasts.
 
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Publishing Date
2017-12-01
 
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