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Tesis Doctoral
DOI
10.11606/T.85.2015.tde-17112015-100334
Documento
Autor
Nombre completo
Kalan Bastos Violin
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 2015
Director
Tribunal
Bressiani, Ana Helena de Almeida (Presidente)
Aguiar, Paulo Henrique Pires de
Bernardes, Emerson Soares
Higa, Olga Zazuco
Zavaglia, Cecília Amélia de Carvalho
Título en portugués
Implantes cerâmicos e metálicos - caracterização da osteointegração por imuno-histoquímica, lectina-histoquímica e marcadores fluorescentes
Palabras clave en portugués
fluorescência
implante
imuno-histoquímica
lectina-histoquímica
osteointegração
Resumen en portugués
Biomateriais, cerâmicos ou metálicos, para emprego em tecido ósseo, são importantes ferramentas na medicina regenerativa com intuito de reparar, restaurar, restituir, sustentar, tratar e substituir tecido lesionado. A análise da resposta biológica aos biomateriais é um grande desafio, considerando os aspectos inerentes do tecido ósseo mineralizado e as características físicas dos biomateriais. A compreensão do comportamento celular envolvido nesse conjunto tem o intuito de desenvolver biomateriais mais aptos e adequados ao tecido ósseo o qual ele é destinado. O objetivo deste estudo foi avaliar a osteointegração de implantes cerâmicos e metálicos após ensaio in vivo, por meio de técnicas histoquímicas com colorações de Giemsa-Eosina (GE), Hematoxilina-Eosina (HE), Tricrômico de Masson-Goldner (MG), Tricrômico de Masson (TM), Tricrômico de Gomori (GO) e Picrossírus (PS), Azul de Toluidina (AT) além de técnicas imunohistoquímica (IHQ), lectina-histoquímica (LHQ) e marcadores fluorescentes. Implantes cerâmicos à base de fosfatos de cálcio: hidroxiapatita (HAp), β-fosfato tricálcico (β-TCP) e mistura dos dois (BCP) 1:1 em peso, foram produzidos por gelcasting de espuma e pela inovadora técnica da bola de neve. Os implantes à base de titânio comercialmente puro (Ticp) e da Liga Ti-13Nb-13Zr (Liga) foram produzidos por metalurgia do pó; sendo macroporosos, com a adição de diferentes polímeros naturais, ou microporosos, com elevadas densidades, submetidos a diferentes tratamentos de superfície. A avaliação da osteointegração foi realizada em tíbia de coelhos após períodos de reparação, em conjuntos osso-implante: não-descalcificados e descalcificados. Na análise histológica por microscopia óptica com colorações histoquímicas, os conjuntos apresentaram crescimento ósseo com osteointegração em todos os implantes. A análise por fluorescência mostrou as fases e áreas marcadas de acordo com o período de aplicação do marcador, indicando intenso remodelamento ósseo em todo o osso, o crescimento ósseo no interior dos poros e ao redor dos implantes para os marcadores tetraciclina e calceína. Com a análise de IHQ foram avaliados os marcadores para osteopontina (OP), osteonectina (ON) e osteocalcina (OC), e com LHQ foram avaliadas 5 lectinas. O melhor marcador por IHQ foi para OP, havendo correlação entre a marcação com WGA pela LHQ e OP pela IHQ. A técnica de LHQ foi bem sucedida em criar perfis de comparação entre os biomateriais. A maior marcação por RCA-1 para todos os implantes cerâmicos e metálicos, indicam que esta é um promissor marcador para diferenciação em estudos de osteointegração, bem como a marcação por sWGA e PNA nos implantes de Liga.
Título en inglés
Ceramic and metallic implants - osseointegration characterization by immunohistochemistry, lectinhistochemistry and fluorescent markers
Palabras clave en inglés
fluorescence
immunohistochemistry
implant
lectinhistochemistry
osseointegration
Resumen en inglés
The use of biomaterials in bone, whether ceramic or metallic, are important tools for regenerative medicine aiming to repair, restore, restitute, support, treat and substitute damaged tissue. The evaluation of biological response towards biomaterials is a big challenge considering the inherent aspects of mineralized bone tissue and physical characteristics of biomaterials. The understanding of the cellular behavior involved will propitiate the development of more fit and adequate biomaterials to the targeted bone. The objective of this study was to evaluate the osseointegration of ceramic and metallic implants after in vivo testing on bone, with histochemical staining techniques as Giemsa-Eosin (GE), Hematoxylin-Eosin (HE), Masson-Goldners Trichrome (MG), Massons Trichrome (MT), Gomoris Trichrome (GT), Picrosirius Red (PS), Toluidine Blue (TB), besides Immunohistochemistry (IHC), Lectinhistochemistry (LHC) and Fluorescent labeling. The ceramic implants were produced using calcium phosphates: hydroxyapatite (HAp), β-tricalcium phosphate (β-TCP) and their biphasic mixture (BCP) 1:1 by weight, as ceramic foam by gelcasting or as ceramic spheres obtained by the innovative Snowballing technique. The metallic implants were produced using commercially pure titanium (cpTi) and alloy Ti-13Nb-13Zr (Alloy) by powder metallurgy, using natural polymers as additives to achieve macroporosity and microporous without additives and different surface treatments. The osseointegration evaluation was performed on implanted tibia bone of New Zealand White rabbits after repair period in bone-implant samples either decalcified or undecalcified. Histological analysis of stained slides with optical microscopy showed samples with bone ingrowth and osteointegration on all implants. The Fluorescent analysis evidenced the bone growth phases and areas according to each marker injection period. Intense remodeling process throughout the bone, bone ingrowth inside the pores and surrounding the implants was observed with the markers tetracycline and calcein. The IHC analysis was performed using markers for osteopontin (OP), osteocalcin (OC) and osteonectin (ON), and LHC analysis using five lectins. The best marker by IHC was OP; with correlation between the result of lectin WGA and the antibody for OP. The LHC technique was successful creating profiles for comparison between biomaterials. The results of RCA-1 for all ceramic and metallic implants indicates that this is a promising marker for differentiation at osseointegration studies, as well as the results of sWGA and PNA for Alloy implants.
 
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Fecha de Publicación
2015-12-03
 
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