Biocompatibility, Biomineralization, and Maturation of Collagen by RTR®, Bioglass and DM Bone® Materials

Abstract

This study evaluated the biocompatibility, biomineralization, and collagen fiber maturation induced by Resorbable Tissue Replacement (RTR®; β-tricalcium phosphate [TCP]), Bioglass (BIOG; bioactive glass), and DM Bone® (DMB; hydroxyapatite and β-TCP) in vivo. Sixty-four polyethylene tubes with or without (control group; CG) materials (n=8/group/period) were randomly implanted in the subcutaneous tissue of 16 male Wistar rats (four per rat), weighting 250 to 280 g. The rats were killed after 7 and 30 days (n=8), and the specimens were removed for analysis of inflammation using hematoxylin-eosin; biomineralization assay using von Kossa (VK) staining and polarized light (PL); and collagen fiber maturation using picrosirius red (PSR). Nonparametric data were statistically analyzed by Kruskal-Wallis and Dunn tests, and parametric data by one-way ANOVA test (p<0.05). At 7 days, all groups induced moderate inflammation (p>0.05). At 30 days, there was mild inflammation in the BIOG and CG, and moderate inflammation in the RTR and DMB groups, with a significant difference between the CG and RTR (p<0.05). The fibrous capsule was thick at 7 days and predominantly thin at 30 days in all groups. All materials exhibited structures that stained positively for VK and PL. Immature collagen fibers were predominant at 7 and 30 days in all groups (p>0.05), although DMB exhibited more mature fibers than BIOG at 30 days (p<0.05). RTR, BIOG, and DMB were biocompatible, inducing inflammation that reduced over time and biomineralization in the subcutaneous tissue of rats. DMB exhibited more mature collagen fibers than BIOG over a longer period.

Avaliação da biocompatibilidade de cimentos reparadores biocerâmicos: Estudo in vivo em ratos wistar

“…Para a metodologia in vivo, o uso de modelos animais como cães (Holland et al, 1999;Holland et al, 2007;Dezan-Júnior et al, 2021) ou ratos é comumente utilizada (Bueno et al, 2016;Bueno et al, 2018;Bueno et al, 2019;Benetti et al, 2020).…”

“…O uso de implantes subcutâneos foi iniciado por Torneck na década de 60 (Torneck, 1966). A pesquisa visava avaliar a reação do tecido conjuntivo subcutâneo de ratos a tubos de polietileno implantados e tornou-se um método preliminar comumente usado para avaliar a biocompatibilidade (Zmener et al, 1990;Gomes-Filho et al, 2012;Cintra et al, 2013;Bueno et al, 2016;Bueno et al, 2018;Bueno et al, 2019;Benetti et al, 2020) No presente estudo, as reações a tubos vazios no grupo controle foram semelhantes aos que foram relatados anteriormente nos artigos supracitados, corroborando resultados previamente publicados.…”

“…Diante das indicações de selamento de perfuração do Biodentine, sua resistência de união push-out foi avaliada por Guneser et al, (2013) Quanto `formação de uma cápsula fibrosa inicialmente espessa que se torna fina ao longo do experimento, é interessante destacar que, em pesquisas in vivo com tecido conjuntivo, é esperada a formação de uma capsula fibrosa ao redor de tubos implantados, uma vez que faz parte do processo de reparo e indicando a tolerância pelos tecidos (Yaltirik et al, 2004;Sumer et al, 2006;Bueno et al, 2018;Bueno et al, 2019;Benetti et al, 2020).…”

“…Setenta e dois tubos de polietileno (Abbott Laboratories do Brasil, São Paulo, SP, Brasil), com um diâmetro interno de 1,0 mm, diâmetro externo 1,6 mm, e 10,0 mm de comprimento (Bueno et al, 2019;Benetti et al, 2020) foram preenchidos com um dos materiais experimentais: Ca(OH)2+água destilada, MTA Angelus Branco ® , Biodentine ® e 24 tubos foram utilizados como controle, portanto, não foram preenchidos.…”

“…A resposta tecidual produzida pelos materiais foi avaliada conforme estudos anteriores (Cintra et al, 2013., Bueno et al, 2016Bueno et al, 2019;Benetti et al, 2020): 0 -ausência de células inflamatórias, sem reação; 1 -menos de 25 células, reação leve; 2 -entre 25 e 125 células inflamatórias, reação moderada; e 3 -125 ou mais células inflamatórias, reação grave (400X). A Cápsula fibrosa foi considerada fina quando menor que 150μm e espessa quando maior que 150μm.…”