Avaliação da interface osso- implante em mandíbula de miniporcos irradiados e o uso de células-tronco mesenquimais associadas ao plasma rico em plaquetas na osseointegração

Autor: Zanicotti, Roberta Targa Stramandinoli
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2014
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Druh dokumentu: Tese de Doutorado
Popis: Introdução: Pacientes com câncer na região de cabeça e pescoço normalmente são tratados por combinação de cirurgia, radioterapia (RT) e quimioterapia. Em muitos casos, a reabilitação oral com próteses implanto-suportadas representa a melhor opção para uma recuperação funcional adequada. Entretanto, em pacientes irradiados procedimentos como exodontias e instalações de implantes dentários são fatores de risco ao desenvolvimento de osteorradionecrose. Diversos estudos experimentais têm demonstrado que o uso de células-tronco mesenquimais (CTMs) associadas a fatores de crescimento como plasma rico em plaquetas (PRP) proporciona melhora no reparo ósseo e na osseointegração, podendo ser considerada uma alternativa viável para defeitos ósseos ou injúria. Objetivos: Isolar e caracterizar as CTMs da medula óssea (MO) de miniporcos brasileiros (Minipigs BR-1), avaliar a interferência da RT e o efeito da associação de CTMs-MO+PRP no processo de osseointegração de implantes instalados em alvéolos frescos em mandíbulas de miniporcos, por análise histológica e histomorfométrica da interface osso-implante. Métodos: CTMs-MO de 12 miniporcos adultos machos foram isoladas da crista ilíaca. Após 21 dias de cultura, o potencial de diferenciação celular foi avaliado por meio de coloração e RT-PCR. O perfil imunofenotípico foi caracterizado por citometria de fluxo. Os animais foram divididos em três grupos: Grupo A (grupo controle, sem RT), Grupo B (implantes instalados 15 dias antes da RT) e Grupo C (implantes instalados três meses após a RT). A dose total de radiação para cada lado da mandíbula foi de 24 Gy, divididos em três doses de 8 Gy com intervalo de 7 dias entre as doses, a qual equivale biologicamente a aproximadamente 56 Gy, com 28 exposições de 2 Gy cada. Quatro implantes de titânio foram instalados nos alvéolos frescos, imediatamente após as extrações dos terceiro e quarto pré-molares, totalizando 48 implantes controles e 48 experimentais (uso de CTM-MO+PRP). Os animais foram eutanasiados 90 dias pós-implantação. Foram analisados o percentual de implantes perdidos (PIP), o contato osso-implante (COI), e a densidade óssea no interior das roscas (DOIR). Resultados: A eficiência de isolamento das CTMs-MO foi de 100% e em cultura as células apresentaram morfologia fibroblastóide. As células foram positivas para CD90 (88,6%), CD29 (89,8%), CD44 (86,9%) e negativas para CD34 (1,6%), CD45 (1,8%), CD14 (1,8%) e MHC-II (2,7%). As células foram diferenciadas em adipócitos, demonstrado pela presença de vacúolos lipídicos no interior das células; osteoblastos, pela mineralização da matriz extracelular e condrócitos pela presença de lacunas ao redor dos condrócitos jovens. A maior expressão gênica de AP2, ALP e COL II em células induzidas também confirmou o potencial de diferenciação (p < 0,001; p < 0,001; p = 0,031; respectivamente). Os PIP nos lados controle e experimental foram respectivamente 25,0% e 18,7% no grupo A (p = 0,686), 31,2% e 25,0% no grupo B (p=0,686) e 68,7% e 68,7% no grupo C (p =1,000). Na comparação entre os três grupos, o PIP apresentou diferença estatisticamente significante tanto no lado controle (p=0,041) como no experimental (p = 0,047). Os percentuais de COI nos lados controle e experimental foram respectivamente 39,0 e 27,7 no grupo A (p = 0,110); 20,9 e 16,7 no grupo B (p=0,347) e 16,0 e 7,1 no grupo C (p = 0,310), com diferença estatística entre os grupos tanto no lado controle (p = 0,033) quanto no experimental (p=0,046). As DOIR nos lados controle e experimental foram respectivamente 46,8 e 36,5 no grupo A (p = 0,247); 29,3 e 24,1 no grupo B (p = 0,379) e 21,0 e 11,6 no grupo C (p = 0,421), porém com diferença estatisticamente significante entre os três grupos somente no lado controle (p=0,025). Conclusões: As CTMs-MO de Minipigs BR-1, obtidas com o protocolo utilizado neste estudo são células-tronco, podendo ser aplicadas em ensaios pré-clínicos na medicina regenerativa. Os resultados mostraram um efeito negativo da radiação ionizante na neoformação óssea periimplantar tanto no grupo B quanto no C. Após a RT a perda de implantes foi três vezes maior que em osso não irradiado. A RT realizada 15 dias após a instalação dos implantes não interferiu na perda de implantes, sugerindo que este seria o melhor momento para reabilitação bucal com implantes dentários. Com a metodologia empregada, o uso da associação CTMs-MO+PRP previamente à instalação de implantes não apresentou efeito positivo significante na neoformação óssea periimplantar
Introduction: Patients with head and neck cancer are usually treated by a combination of surgery, radiotherapy (RT) and chemotherapy. In many cases, oral rehabilitation with implant-supported prostheses is the best option for a proper functional recover. However, in irradiated patients procedures as dental extractions and implants are risk factors for developing osteoradionecrosis. Several experimental studies have shown that the use of mesenchymal stem cells (MSCs) associated with growth factors such as platelet-rich plasma (PRP) provides improvement in bone regeneration and osseointegration, being considered an alternative to bone defects or injury. Objectives: To isolate and characterize MSCs from bone marrow (BM) of Brazilian minipigs (Minipigs BR-1), to evaluate the effect of RT and of BM-MSCs+PRP in the osseointegration of implants placed in fresh sockets, by histological and histomorphometric analysis of the bone-implant interface. Methods: BM-MSCs from 12 adult male minipigs were isolated from the iliac crest. After 21 days of culture, cell differentiation potential was assessed by staining and RT-PCR. The immunophenotypic profile was characterized by flow cytometry. The animals were divided into three groups: Group A (control group, no RT), Group B (implants placement 15 days before RT) and Group C (implants placement three months after RT). The total radiation dose for each side of the mandible was 24 Gy, divided into 3 doses of 8 Gy with a 7 dayinterval for each dose, which is biologically equivalent to approximately 56 Gy, with 28 sections of 2 Gy each. Four titanium implants were installed in the alveoli fresh, immediately after the extraction of the third and fourth premolars of each hemimandible, totalling 48 implants on the control side and 48 on the experimental side (using BM-MSCs+PRP). The animals were euthanized 90 days post-implantation. The implant loss rate (ILR), the bone-implant-contact (BIC) and bone density inside the threads (BDIT) were determined in each group. Results: The efficiency of the isolation of BM-MSCs was 100%, and in culture, the cells showed fibroblastoid morphology. Cells were positive for CD90 (88.6%), CD29 (89.8%), CD44 (86.9%) and negative for CD34 (1.6%), CD45 (1.8%), CD14 (1.8%) and MHC-II (2.7%). Cells were differentiated into adipocytes, as demonstrated by the presence of lipid vacuoles in the cells, osteoblasts, by mineralization of extracellular matrix and chondrocytes, by the presence of gaps around the young chondrocytes. The higher gene expression of AP2, ALP and COL II at induced cells also confirmed the differentiation potential (p < 0.001, p < 0.001, p=0.031; respectively). The ILR in control and experimental sides were respectively 25.0% and 18.7% in group A (p=0.686), 31.2% and 25.0% in group B (p = 0.686) and 68.7% and 68.7% in group C (p =1.000), with a statistically significant difference between the three groups at the control side (p = 0.041) and at the experimental side (p = 0.047). The percentage of BIC in control and experimental sides were respectively 39.0 and 27.7 in group A (p = 0.110), 20.9 and 16.7 in group B (p = 0.347) and 16.0 and 7.1 in group C (p = 0.310), with statistical significance between the groups at the control side (p = 0.033) and at the experimental side (p = 0.046). The BDIT in experimental and control sides were respectively 46.8 and 36.5 in group A (p = 0.247), 29.3 and 24.1 in group B (p = 0.379) and 21.0 and 11.6 in group C (p = 0.421), with statistical significance between the three groups only at the control side (p = 0.025). Conclusions: The BM-MSCs of Minipigs BR-1 obtained with this protocol can be used in pre-clinical regenerative medicine since they are stem cells. The results showed a negative effect of RT in peri-implant bone regeneration in group B and C. The implant loss was three times higher in irradiated bone than in non-irradiated one. The RT performed 15 days after implant placement did not interfere with implant loss, suggesting that this would be the best time for oral rehabilitation with dental implants. With this methodology, the use of BM-MSCs+PRP before the implant placement did not show any significant positive effect on peri-implant bone regeneration
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