Muitas tentativas têm sido feitas para modificar as propriedades da superfície de biomateriais para favorecer a integração e a fixação de implantes ortopédicos e dentários em pacientes saudáveis e com doenças crônicas ósseas como a osteoporose. A patogênese da osteoporose está associada com o estresse oxidativo e com isso a associação de estratégias terapêuticas com antioxidantes com efeitos colaterais mínimos tem sido investigada. Entre as diversas substâncias antioxidantes, o licopeno é um importante carotenoide com alta capacidade de eliminar moléculas de oxigênio singlete, podendo atuar na redução do estresse oxidativo. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial estimulatório do licopeno na atividade funcional de células osteoblásticas cultivadas sobre a superfície de discos de titânio nanotexturizado e submetidas a estresse oxidativo. Foram utilizadas células imortalizadas MC3T3-E1 cultivadas em garrafas de cultura até a subconfluência. Em seguida, as células foram colocadas em placas de 24 poços em uma concentração de 2 x10⁴ (n=5) e divididas nos grupos: Controle (C), Controle + Estresse Oxidativo (C + EO), Licopeno (L), Licopeno + Estresse Oxidativo (L + EO). O EO foi realizado por meio da adição de 120 µmol/L de peróxido de hidrogênio nos poços por 4 horas antes dos ensaios bioquímicos. Foram realizados os seguintes ensaios: adesão celular após 24 horas e 3 dias; viabilidade celular (MTT) e atividade da fosfatase alcalina in situ (ALP) após 3, 7 e 10 dias; quantificação de nódulos de mineralização por vermelho de alizarina após 14 dias; análise da morfologia e integridade celular e detecção intracelular de espécies reativas de oxigênio após 24 horas e 3 dias. Os dados obtidos foram analisados por meio do teste estatístico ANOVA no software Graph Pad Prism 5.0 com nível de significância de 5%. Os resultados obtidos mostraram um aumento significativo da viabilidade celular aos 3 dias para o grupo L em quando comparado aos outros grupos experimentais. A detecção de ALP in situ foi significativamente menor no grupo C+EO aos 10 dias de cultura. A quantificação de nódulos mineralizados foi similar para todo os grupos experimentais. A adesão celular foi qualitativamente maior nos grupos C, L e L+EO quando comparado ao grupo C+EO, sendo que a contagem de células mostrou uma diminuição significativa no grupo C+EO quando comparado aos grupos C e L nos períodos experimentais. A análise da morfologia celular mostrou manutenção do volume citoplasmático e integridade nuclear, com maior organização da arquitetura citoesquelética no grupo L+EO quando comparado ao grupo C+EO após 24 horas e 3 dias de cultura. Os dados obtidos sugerem a pré-administração do licopeno na concentração selecionada em cultura de células osteoblásticas MC3T3-E1 em discos de titânio nanotexturizados, associada à exposição ao peróxido de hidrogênio, favoreça a integridade morfológica celular e adesão à superfície de biomateriais. O uso do licopeno para estimular a atividade funcional celular deve ser investigado em outras concentrações, para avaliar seu potencial em casos de alterações do metabolismo ósseo associado ao estresse oxidativo, como ocorre na osteoporose.

Many attempts have been made to modify the surface properties of biomaterials to improve the integration and fixation of orthopedic and dental implants in healthy patients and those with chronic bone diseases such as osteoporosis. The pathogenesis of osteoporosis is associated with oxidative stress and therefore the association of therapeutic strategies with antioxidants with minimal side effects has been investigated. Among the various antioxidant substances, lycopene is an important carotenoid with a high capacity to eliminate singlet oxygen molecules, which may act to reduce oxidative stress. Thus, the objective of this work was to evaluate the stimulatory potential of lycopene on the functional activity of osteoblastic cells cultivated on the surface of nanotextured titanium discs and subjected to oxidative stress. Immortalized MC3T3-E1 cells grown in culture bottles to subconfluence were used. Then, the cells were placed in 24-well plates at a concentration of 2x10⁴ (n=5) and divided into groups: Control (C), Control + Oxidative Stress (C + EO), Lycopene (L), Lycopene + Oxidative Stress (L + EO). The EO was performed by adding 120 µmol/L of hydrogen peroxide to the wells for 4 hours before the biochemical tests. There were evaluated the following parameters: cell adhesion after 24 hours and 3 days; cell viability and in situ detection of ALP after 3, 7, and 10 days; mineralization after 14 days; cell morphology and reactive oxygen species detection after 24 hours and 3 days. Data obtained were analyzed through ANOVA statistical tests in the software Graph Pad Prism 5.0 for p<0.05. Os The results showed a significant increase in cell viability after 3 days for group L when compared to other experimental groups. The in situ ALP detection was significantly decreased in the group C+EO after 10 days of culture. The quantification of mineralized nodules was similar among all the groups. Cell adhesion was qualitatively increased in the groups C, L, and L+EO, with a significantly decreased adhesion of cells from the group C+EO. The evaluation of cell morphology showed better maintenance of cytoplasmatic and nuclear volume, with better organization and spreading of cytoskeletal architecture in the group L+EO when compared to group C+EO after 24 hours and 3 days of culture. Data obtained suggest that pre-administration of the selected concentration of lycopene in the culture of MC3T3-E1 cells on nanotextured titanium disks, associated com exposition to hydrogen peroxide, favors the maintenance of cell morphology and integrity, as well as adhesion to biomaterial surfaces. The use of lycopene to stimulate functional activity must be investigated in other lycopene concentrations, to evaluate its potential in situations of bone metabolism injuries associated with oxidative stress, as it occurs in osteoporosis.