Biocompatibilidade e bioatividade de cimentos à base de silicato tricálcico: estudo in vitro e in vivo

Abstract

Cimentos à base de silicato tricálcico são desenvolvidos como alternativa ao Mineral Trióxido Agregado (MTA). O objetivo do estudo foi avaliar a biocompatibilidade e bioatividade do cimento experimental silicato tricálcico com 20% de óxido de zircônio (ZrO2) (STC) e MTA Plus (MTAP). Capítulo1- Células humanas de osteoblastos (Saos-2) foram utilizadas para análise da viabilidade celular por meio dos ensaios de MTT e Vermelho Neutro (NR), da bioatividade pela atividade da enzima fosfatase alcalina (ALP) e da presença de área mineralizada pela coloração de Vermelho de Alizarina (ARS). Os dados obtidos para MTT, NR e ALP foram analisados por ANOVA e Bonferroni, e ARS, por ANOVA e Tukey (p ≤ 0,05). Nos ensaios de viabilidade celular, os materiais não foram citotóxicos. Maior atividade de ALP ocorreu aos 7 dias para todos materiais avaliados. Área mineralizada foi observada em todos os grupos, sendo menor para o grupo STC. Concluiu-se que o cimento experimental silicato tricálcico com 20% de óxido de zircônio e MTA Plus apresentam citocompatibilidade e potencial bioativo. Capítulo 2- A reação inflamatória induzida pelo STC e MTAP foi investigada em subcutâneo de ratos. Tubos de polietileno foram preenchidos com STC (n= 20) e MTAP (n= 20) e implantados no subcutâneo dorsal de quarenta ratos. No grupo controle (GC; n= 20), tubos vazios foram implantados. Após 7, 15, 30 e 60 dias, os tubos de polietileno com o tecido conjuntivo circundante foram fixados e embebidos em parafina. O número de células inflamatórias foi avaliado nos cortes corados em HE; e a densidade numérica de células para interleucina-6 (IL-6) após imunomarcação. Os dados obtidos foram analisados pelos Testes ANOVA e Tukey (p ≤ 0,05). Elevado número de células inflamatórias e imunomarcadas para IL-6 foram observadas aos 7 dias, em todos os grupos; no entanto, o número de células inflamatórias foi significativamente maior para os grupos STC e MTAP. Diferenças significantes não foram detectadas em relação ao número de células imunomarcadas para IL-6 nas cápsulas entre os grupos GSTC, GMTAP e GC, em cada período. Uma redução gradativa e significante da reação inflamatória e imunomarcação para IL-6 foi observada, em todos os grupos. Aos 60 dias, as cápsulas de tecido conjuntivo denso exibiram diversos fibroblastos e feixes organizados de fibras colágenas. Concluiu-se que o cimento experimental silicato tricálcico com 20% de óxido de zircônio e MTA Plus são materiais biocompatíveis.

Tricalcium silicate- based cements have been developed as an alternative to Mineral Trióxido Agregado (MTA). The aim of the study was to evaluate biocompatibility and bioactivity of the tricalcium silicate cement replaced with 20% zirconium oxide (STC) e MTA Plus (MTAP). Chaper 1- Human osteoblastic cells (Saos-2) were exposed to test materials and assessed for viability, MTT and Neutral Red (NR) assay, and bioactivity for ALP activity assay and alizarin red staining (ARS). Unexposed cells acted as the control group. Statistical analysis was performed using ANOVA and the Bonferroni post- test (P < 0.05) to MTT, NR and ALP, and ANOVA and Tukey post- test (P ≤ 0.05) to ARS. MTT and NR results, all tested cements were non-cytotoxic. The highest ALP activity occurred at the 7th days. Mineralized area was observed in all materials, STC group showed lower mineralized area. Experimental tricalcium silicate with 20% zirconium oxide and MTA Plus have present biocompatibility and bioactive potential. Chapter 2- The inflammatory reaction induced by tricalcium silicate cement replaced with 20% zirconium oxide (STC) e MTA Plus (MTAP) was evaluated in rat subcutaneous tissues. A polyethylene tube filled with STC (n= 20) and MTAP (n= 20) was placed into the dorsal subcutaneous of forty rats; in the control group (GC; n= 20), empty tubes were implanted. After 7, 15, 30 and 60 days, the polyethylene tubes surrounded by connective tissue were embedded in paraffin. The number of inflammatory cells was estimated in HE-stained sections; numerical density of interleukin-6 (IL-6)- immunolabelled cells was also performed. The differences amongst the groups were analysed statistically by Tukey’s test (P ≤ 0.05). A high number of inflammatory cells and IL-6-positive cells were observed at 7 days, in all groups; however, the number of inflammatory was significantly higher (P ≤ 0.05) to STC and MTAP groups. The number of IL-6- positive cells in the capsules was not significantly different amongst GSTC, GMTAP and GC groups in each period. In the capsules of animals from all groups, a gradual and significant reduction (P ≤ 0.05) of these parameters was seen over time. At 60 days, the connective tissue capsules exhibited numerous fibroblasts and bundles of collagen fibres. Experimental tricalcium silicate with 20% zirconium oxide and MTA Plus are biocompatible.