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Disertación de Maestría
DOI
10.11606/D.58.2009.tde-11052009-161834
Documento
Autor
Nombre completo
Lucas Novaes Teixeira
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
Ribeirão Preto, 2009
Director
Tribunal
Oliveira, Paulo Tambasco de (Presidente)
Gimenes, Rossano
Rosa, Adalberto Luiz
Título en portugués
Regeneração tecidual guiada: estudo da biocompatibilidade in vitro da membrana do compósito de poli(vinilideno-trifluoretileno)/titanato de bário
Palabras clave en portugués
Cultura de célula
Membrana
Periodonto
Regeneração tecidual guiada
Resumen en portugués
O princípio da regeneração tecidual guiada (RTG) baseia-se na utilização de membranas biocompatíveis com a finalidade de impedir a migração dos tecidos conjuntivo e epitelial para a ferida, permitindo que células do ligamento periodontal repovoem a superfície radicular e regenerem o aparato de inserção do dente. A RTG tem sido utilizada em diversas situações clínicas para facilitar o reparo de defeitos ósseos e periodontais, sendo as membranas de politetrafluoretileno expandido (e-PTFE) as mais utilizadas. O objetivo deste estudo foi avaliar a biocompatibilidade in vitro de uma nova membrana do compósito de poli(vinilideno-trifluoretileno)/titanato de bário (P(VDF-TrFE)/BT). Para isso, osteoblastos, fibroblastos e queratinócitos, células com as quais a membrana entrará em contato durante o processo de RTG, foram cultivados sobre membranas de P(VDF-TrFE)/BT e PTFE (controle). Os seguintes parâmetros foram avaliados: 1) adesão celular por contagem em hemocitômetro; 2) proliferação celular por MTT e 3) adesão e morfologia celular por fluorescência, para as linhagens osteoblástica, fibroblástica e de queratinócitos; 1) medida do conteúdo de proteína total; 2) medida da atividade de fosfatase alcalina (ALP) e 3) formação de matriz mineralizada, para as linhagens osteoblástica e fibroblástica; 1) imunolocalização de ALP por fluorescência; 2) detecção histoquímica in situ da atividade de ALP e 3) expressão dos genes Runx2, Colágeno I (COL I), Ostepontina (OPN), ALP, Sialoproteína óssea (BSP), Osteocalcina (OC), Bax, Bcl-2 e Survivina (SUR) por PCR em tempo real, para a linhagem osteoblástica; 1) expressão dos genes Periostin (PRT), Periodontal Ligament Specific 17 (PDLs17), Calcium-binding protein (S100A4), Fibromodulina (FBM), Bax, Bcl-2 e SUR por PCR em tempo real, para a linhagem fibroblástica e 1) expressão dos genes Involucrina (IVL), Queratina 1 (QRT-1), Queratina 10 (QRT-10), Queratina 14 (QRT-14), Bax, Bcl-2 e SUR por PCR em tempo real, para a linhagem de queratinócitos. Os dados quantitativos foram submetidos ao teste estatístico Mann-Whitney (nível de significância: 5%). A adesão de células osteoblásticas foi semelhante entre P(VDF-TrFE)/BT e PTFE em 30 min, 2 e 4 h (p>0,05). A proliferação de células osteoblásticas foi maior em culturas crescidas sobre o P(VDF-TrFE)/BT em 1, 7 e 10 dias (p<0,05). A epifluorescência indicou que as células osteoblásticas estavam aderidas e mais espraiadas sobre o P(VDF-TrFE)/BT em 30 min, 4 e 24 h. A imunofluorescência revelou presença de ALP apenas em culturas crescidas sobre o P(VDF-TrFE)/BT em 7 e 14 dias. O conteúdo de proteína total foi semelhante entre as duas membranas em 10 dias (p>0,05) e maior sobre o P(VDF-TrFE)/BT em 7 e 14 dias (p<0,05). Não houve diferença estatisticamente significante para atividade de ALP em 7 dias (p>0,05), entretanto em 10 e 14 dias (p<0,05) a atividade de ALP foi maior em culturas sobre o P(VDFTrFE)/ BT. A detecção histoquímica in situ revelou atividade de ALP apenas em culturas crescidas sobre o P(VDF-TrFE)/BT, tanto aos 7 quanto aos 14 dias. A formação de matriz mineralizada ocorreu apenas em culturas crescidas sobre o P(VDF-TrFE)/BT. A expressão dos genes Runx2, COL I, OPN, ALP, BSP, OC, Bax e SUR foi maior em células cultivadas sobre o P(VDF-TrFE)/BT em 7 e 14 dias (p<0,05). Não houve expressão de Bcl-2 em culturas sobre as duas membranas. A adesão de células fibroblásticas foi semelhante entre P(VDFTrFE)/ BT e PTFE em 30 min (p>0,05) e maior sobre o P(VDF-TrFE)/BT em 2 e 4 h (p<0,05). A proliferação de células fibroblásticas foi estatisticamente semelhante entre as duas membranas em 3 dias (p>0,05) e maior em culturas crescidas sobre o P(VDF-TrFE)/BT em 1 e 7 dias (p<0,05). Os ensaios de fluorescência direta revelaram que as células fibroblásticas estavam aderidas sobre as duas membranas, porém em estágios mais avançados de espraiamento sobre o P(VDF-TrFE)/BT em 30 min, 2 e 4 h. O conteúdo de proteína total foi maior sobre o P(VDF-TrFE)/BT em 10, 14 e 21 dias (p<0,05). Não se observou atividade de ALP em culturas fibroblásticas sobre as membranas de P(VDF-TrFE)/BT e PTFE aos 7 dias. Contudo, em 14 dias (p>0,05) a atividade de ALP foi semelhante entre as duas membranas e em 21 dias (p<0,05) foi estatisticamente significante em culturas crescidas sobre o P(VDF-TrFE)/BT. Aos 21 dias não se notou formação de matriz mineralizada em ambas as membranas. A expressão dos genes PRT, PDLs17, S100A4, FBM, Bax e SUR foi maior em culturas sobre o P(VDF-TrFE)/BT em 7 e 14 dias (p<0,05). A expressão de Bcl-2 foi maior em células fibroblásticas cultivadas sobre o PTFE em 7 e 14 dias (p<0,05). A adesão de queratinócitos foi semelhante entre P(VDF-TrFE)/BT e PTFE em 30 min, 2 e 4 h (p>0,05). A proliferação de queratinócitos foi estatisticamente semelhante entre as duas membranas em 4, 7, 10 e 14 dias (p>0,05) e maior sobre culturas crescidas sobre P(VDF-TrFE)/BT em 1, 17 e 21 dias (p<0,05). Por fluorescência direta notou-se que células cultivadas sobre ambas as membranas exibiam morfologia predominantemente arredondada em 30 min, 4 e 24 h. A expressão do gene IVL foi semelhante em culturas crescidas sobre as duas membranas em 7 dias (p>0,05) e maior sobre o P(VDF-TrFE)/BT em 14 dias (p<0,05). Os genes QRT-1, QRT -10 e QRT -14, Bax e SUR estavam mais expressos em culturas sobre o P(VDF-TrFE)/BT em 7 e 14 dias (p<0,05). A expressão de Bcl-2 foi maior em queratinócitos crescidos sobre o PTFE em 7 dias (p<0,05) e semelhante entre as duas membranas em 14 dias (p>0,05). Por favorecer eventos relacionados ao desenvolvimento tecidual, como a adesão, proliferação e diferenciação celular, a membrana de P(VDF-TrFE)/BT pode representar uma boa alternativa ao PTFE para procedimentos de RTG.
Título en inglés
Guided tissue regeneration: in vitro biocompatibility of the membrane of poly(vinylidene-trifluoroethylene)/barium titanate composite
Palabras clave en inglés
Cell culture
Guided tissue regeneration
Membrane
Periodontium
Resumen en inglés
The principle of guided tissue regeneration (GTR) is based on the use of physical barrier to isolate periodontal defects of the gingival connective and epithelial tissues so that bone, periodontal ligament, and cementum can be regenerated from their own cells. RTG procedure has been used in many clinical situations to promote bone and periodontal regeneration. Membranes of expanded polytetrafluoroethylene (e-PTFE) are the most commonly used material for GTR. However, several membranes have been tested to be applied in GTR. The purpose of this study was to evaluate the in vitro biocompatibility of the membrane of poly(vinylidene-trifluoroethylene/barium titanate (P(VDF-TrFE)/BT) composite. For that, osteoblasts, fibroblasts and keratinocytes, cells that will interact with the membrane during RTG, were culture P(VDF-TrFE)/BT and PTFE (control) membranes for up to 21 days. The following parameters were evaluated: 1) cell adhesion by counting in hemocytometer, 2) cell proliferation and 3) cell morphology by fluorescent labeling, for osteoblastic, fibroblastic and keratinocyte lineages; 1) total protein content; 2) alkaline phosphatase (ALP) activity and 3) mineralized bone-like nodule formation, for osteblastic and fibroblastic lineages; 1) immunolocalization of ALP by fluorescent labeling; 2) histochemistry detection in situ of ALP activity and 3) gene expression of Runx2, Collagen I (COL I), Ostepontin (OPN), ALP, Bone Sialoprotein (BSP), Osteocalcin (OC), Bax, Bcl-2 and Survivin (SUR) by real-time PCR, for osteoblastic lineage; 1) gene expression of Periostin (PRT), Periodontal ligament specific (PDLs17), Calcium-binding protein (S100A4), Fibromodulin (FBM), Bax, Bcl-2 and SUR by real-time PCR, for fibroblastic lineage; 1) gene expression of Involucrin (IVL), Keratin-1 (QRT-1), Keratin-10 (QRT-10), Keratin-14 (QRT- 14), Bax, Bcl-2 and SUR days by real-time PCR, for keratinocyte lineage. Data were submitted to Mann-Whitney test (level of significance: 5%). The adhesion of osteoblastic cells was similar between P(VDF-TrFE)/BT and PTFE at 30 min, 2 and 4 h (p>0.05). Cell proliferation was higher in ostegenic cultures grown on P(VDF-TrFE)/BT at 1, 7 and 10 days (p<0.05). Epifluorescence showed that osteoblastic cells grown on P(VDF-TrFE)/BT were more adhered and spread compared to PTFE at 30 min, 4 and 24 h. Immunofluorescence revealed the presence of ALP only in osteogenic cultures grown on P(VDF-TrFE)/BT at 7 and 14 days. Total protein content was similar between the membranes at 10 days (p>0.05) and higher on the P(VDF-TrFE)/BT at 7 and 14 days (p<0.05). There was no differences in ALP activity at 7 days (p>0.05). However, ALP activity was higher in osteogenic cultures on the P(VDF-TrFE)/BT at 10 and 14 days (p<0.05). The histochemistry reveals that only ostegenic cultures grown on P(VDF-TrFE)/BT had ALP activity in situ at 7 and 14 days. Bone-like nodule formation occurred only in cultures on the P(VDF-TrFE)/BT at 21 days. Gene expression of Runx2, COL I, OPN, ALP, BSP, OC, Bax and SUR was higher in cultures grown on P(VDF-TrFE)/BT at 7 and 14 days (p<0.05). There was no expression of Bcl-2 in cultures on both membranes. The adhesion of fibroblastic cells was similar between P(VDFTrFE)/ BT and PTFE at 30 min (p>0.05) and greater in fibroblastic cultures on P(VDFTrFE)/ BT at 2 and 4 h (p<0.05). Cell proliferation was similar in fibroblastic cultures grown on both membranes at 3 days (p>0.05) and higher in cultures on P(VDF-TrFE)/BT at 1 and 7 days (p<0.05). Epifluorescence showed that fibroblastic cells grown on P(VDF-TrFE)/BT were more adhered and more spread compared to PTFE at 30 min, 4 and 24 h. Total protein content was greater on P(VDF-TrFE)/BT at 10, 14 and 21 days (p<0.05). There was no ALP activity in fibroblastic cultures grown on both membranes at 7 days. The ALP activity was similar between P(VDF-TrFE)/BT and PTFE at 14 day (p>0.05) and higher on P(VDFTrFE)/ BT at 21 days (p<0.05). Bone-like nodule formation was not observed in fibroblastic cultures on both membranes at 21 days. Gene expression of PRT, PDLs17, S100A4, FBM, Bax and SUR was higher in cultures on the P(VDF-TrFE)/BT at 7 and 14 days (p<0.05). Bcl- 2 expression was higher in fibroblastic cultures on the PTFE at 7 and 14 days (p<0.05). Keratinocyte adhesion was similar for P(VDF-TrFE)/BT and PTFE at 30 min, 2 and 4 h (p>0.05). Keratinocyte proliferation was statistically similar on both membranes at 4, 7, 10 and 14 days (p>0.05) and higher in cultures grown on P(VDF-TrFE)/BT at 1, 17 and 21 days (p<0.05). Keratinocytes displayed a round morphology and was not observed any evidence of cell spreading at 30 min, 4 and 24 h. The gene expression of IVL was similar in cultures grown on P(VDF-TrFE)/BT and PTFE at 7 days (p>0.05) and higher on the P(VDF-TrFE)/BT at 14 days (p<0.05). Genes expression of QRT-1, QRT-10, QRT-14, Bax and SUR was greater in keratinocytes grown on P(VDF-TrFE)/BT at 7 and 14 days (p<0.05). Bcl-2 expression was higher in keratinocytes cultured on PTFE at 7 days (p<0.05) and similar on both membranes at 14 days (p>0.05). Our study indicates that P(VDF-TrFE)/BT membrane promote events related to tissue development/regeneration, such as cell adhesion, proliferation and differentiation. Thus, the membrane of P(VDF-TrFE)/BT could be used as an advantageous alternative to PTFE in GTR procedures.
 
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Fecha de Publicación
2009-10-05
 
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