Biocompatibilidade do colageno marinho (espongina) extraida de esponjas marinhas para utilizacao na area de engenharia tecidual
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Data
2020-03-03
Autores
Santana, Alan De Franca [UNIFESP]
Orientadores
Renno, Ana Claudia Muniz [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
Bone tissue is a specialized system and able to regenerate, but in some situations, which can be a fracture due to over load, accidents, pathology, aging. The context of fracture incidence increases significantly, representing a serious public health problem. Estimating about 6.2 million annual fractures in the United States, and this 10% progress to cases of non-consolidation and pseudarthrosis. Generating an expense of approximately 25 thousand cases in cases of pseudarthrosis. Other therapeutic sources have been investigated in order to assist the evaluation process when consequences arise in the consolidation process. Thus biomaterials are gaining prominence as an alternative in the treatment of fractures, being that of collagen origin one of the most used in the area of tissue engineering for its irritability index, good biodegradation and biocompatibility. However, most of this material is of bovine or porcine origin and may be at risk of transmission and possibility of transmission of viruses and bacterial infections. In addition, it may have been paid for an extraction and manufacture of these sources, reflecting in high prices. For the research non marine environment emerge as an alternative to prospecting new sources of raw material to biomaterials. Among the organisms a sponge, the keyword is a structural component, is a piece called inorganic called Basilica, and a part is called sponge, is an analog of type XIII. Aplyina fulva fluidin, in vitro and in vivo of spp. A characterization made by SEM / EDX, FTIR, pH Assay and Mass. Collagen was used for comparison in pH and mass analysis. The SEM / EDX results were displayed as a PES, showed irregular presence numbers of Al (Aluminum), C (Carbon), O (Oxygen) and S (Sulfur), Ca (Calcium), Cl (Chlorine), Fe ( Iron), Ti (Magnesium), Na (Sodium), P (Phosphorus) and Si (Silicon). The FTIR results were possible observing the peaks referring to the O-H, N-H and C-O groups. In pH analysis it is observed that on day 3 that ESP acidifies the incubation medium, and from day 7 onwards an alkalinization occurs, while COL acidifies the medium on day 3 and alkalizes the new walk near physiological pH again from day one. 14. Results were negative for both groups and are observed at a mass loss from incubation period to day 14. Results of histological analysis compared to the amount of days after formation of newly formed bone tissue and You can have a wide variety of components to store material waste. In the in vivo assays it was observed that in the different concentrations of ESP used, did not inhibit the cell proliferation of the used strains, showing no cytotoxic effects. Therefore, for future stages, genotocixity assays will be performed through the Comet and Micronucleus tests to evaluate DNA damage.
O tecido ósseo é um tecido especializado com capacidade de regeneração, porém em determinadas situações, o osso pode sofrer uma fratura decorrente de excesso de carga, acidentes, patologia, envelhecimento. Nesse contexto o número de incidências de fraturas vem aumentando significativamente, representando um grave problema de saúde pública. Estimando-se cerca de 6,2 milhões de fraturas anualmente nos Estados Unidos, e desses 10% evoluem para casos de não consolidação e pseudoartrose. Gera ndo um gasto de aproximadamente 25 mil dólares em casos de pseudoartrose. Deste modo diversos recursos terapêuticos têm sido investigados com a finalidade de auxiliar o reparo ósseo quando surgem complicações no processo de consolidação. Dessa forma os biomateriais vêm ganhando destaque como alternativa no tratamento de fraturas, sendo o de origem colagênica um dos mais utilizados na área de engenharia tecidual devido seu baixo índice de irritabilidade, boa biodegradação e biocompatibilidade. Porém a maior parte desse material é de origem bovina ou porcina, podendo vir a oferecer riscos de rejeição e possibilidade de transmissão de vírus e infecções bacterianas. Além de possuírem um preço elevado devido a extração e manufatura dessas fontes, refletindo em preços elevados. Com isso, pesquisas no ambiente marinho surgem como uma alternativa na prospecção de novas fontes de matéria-prima para biomateriais. Dentre esses organismos a esponja marinha ganha destaque devido sua composição estrutural do esqueleto, apresentando uma parte inorgânica chamada Basílica, e uma parte orgânica denominada espongina (ESP), a qual é análoga do colágeno tipo XIII. Diante desse contexto o objetivo do trabalho foi avaliar a biocompatibilidade da espongina extraída da esponja marinha Aplyina fulva através de testes in vitro (citotoxicidade genotoxicidade) e in vivo (implantação) da espongina. A caracterização foi feita através de Microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDX), Espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), ensaio de pH e Massa. O colágeno (COL) foi utilizado para comparação nos ensaios de pH e Massa. Os resultados de MEV/EDX indicaram que a ESP, mostrou grânulos de formato irregular com presença de Al (Alumínio), C (Carbono), O (Oxigênio) e S (Enxofre), Ca (Cálcio), Cl (Cloro), Fe (Ferro), Ti (Magnésio), Na (Sódio), P (Fósforo) e Si (Silício). Nos resultados de FTIR foi possível observar picos referentes aos grupamentos O-H, N-H e C-O. Na análise de pH é observado que no dia 3 que ESP acidifica o meio de incubação, e a partir do sétimo dia ocorre uma alcalinização, enquanto que COL acidifica o meio no dia 3 e alcaliniza novamente ficando próximo ao pH fisiológico novamente a partir do dia 7 ao 14. Os resultados de perda de massa mostraram quem ambos os grupos apresentaram uma contínua perda de massa do período de incubação até o dia 14. Os resultados de análise histopatológica em tíbia de ratos após 7 dias mostraram formação de tecido ósseo neoformado e tecido de granulação em toda extensão do defeito para o grupo controle, já para ESP foi possível observar tecido de granulação entremeado em resíduos de material. Nos ensaios in vitro foi possível observar que nas diferentes concentrações utilizadas de ESP, não inibiu a proliferação celular das linhagens utilizadas, não mostrando efeitos citotóxicos. Enfim, para etapas futuras serão realizados ensaios de genotoxicidade através dos testes Cometa e Micronúcleo para verificar se a espongina causa danos no DNA das células de fibroblasto.
O tecido ósseo é um tecido especializado com capacidade de regeneração, porém em determinadas situações, o osso pode sofrer uma fratura decorrente de excesso de carga, acidentes, patologia, envelhecimento. Nesse contexto o número de incidências de fraturas vem aumentando significativamente, representando um grave problema de saúde pública. Estimando-se cerca de 6,2 milhões de fraturas anualmente nos Estados Unidos, e desses 10% evoluem para casos de não consolidação e pseudoartrose. Gera ndo um gasto de aproximadamente 25 mil dólares em casos de pseudoartrose. Deste modo diversos recursos terapêuticos têm sido investigados com a finalidade de auxiliar o reparo ósseo quando surgem complicações no processo de consolidação. Dessa forma os biomateriais vêm ganhando destaque como alternativa no tratamento de fraturas, sendo o de origem colagênica um dos mais utilizados na área de engenharia tecidual devido seu baixo índice de irritabilidade, boa biodegradação e biocompatibilidade. Porém a maior parte desse material é de origem bovina ou porcina, podendo vir a oferecer riscos de rejeição e possibilidade de transmissão de vírus e infecções bacterianas. Além de possuírem um preço elevado devido a extração e manufatura dessas fontes, refletindo em preços elevados. Com isso, pesquisas no ambiente marinho surgem como uma alternativa na prospecção de novas fontes de matéria-prima para biomateriais. Dentre esses organismos a esponja marinha ganha destaque devido sua composição estrutural do esqueleto, apresentando uma parte inorgânica chamada Basílica, e uma parte orgânica denominada espongina (ESP), a qual é análoga do colágeno tipo XIII. Diante desse contexto o objetivo do trabalho foi avaliar a biocompatibilidade da espongina extraída da esponja marinha Aplyina fulva através de testes in vitro (citotoxicidade genotoxicidade) e in vivo (implantação) da espongina. A caracterização foi feita através de Microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDX), Espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), ensaio de pH e Massa. O colágeno (COL) foi utilizado para comparação nos ensaios de pH e Massa. Os resultados de MEV/EDX indicaram que a ESP, mostrou grânulos de formato irregular com presença de Al (Alumínio), C (Carbono), O (Oxigênio) e S (Enxofre), Ca (Cálcio), Cl (Cloro), Fe (Ferro), Ti (Magnésio), Na (Sódio), P (Fósforo) e Si (Silício). Nos resultados de FTIR foi possível observar picos referentes aos grupamentos O-H, N-H e C-O. Na análise de pH é observado que no dia 3 que ESP acidifica o meio de incubação, e a partir do sétimo dia ocorre uma alcalinização, enquanto que COL acidifica o meio no dia 3 e alcaliniza novamente ficando próximo ao pH fisiológico novamente a partir do dia 7 ao 14. Os resultados de perda de massa mostraram quem ambos os grupos apresentaram uma contínua perda de massa do período de incubação até o dia 14. Os resultados de análise histopatológica em tíbia de ratos após 7 dias mostraram formação de tecido ósseo neoformado e tecido de granulação em toda extensão do defeito para o grupo controle, já para ESP foi possível observar tecido de granulação entremeado em resíduos de material. Nos ensaios in vitro foi possível observar que nas diferentes concentrações utilizadas de ESP, não inibiu a proliferação celular das linhagens utilizadas, não mostrando efeitos citotóxicos. Enfim, para etapas futuras serão realizados ensaios de genotoxicidade através dos testes Cometa e Micronúcleo para verificar se a espongina causa danos no DNA das células de fibroblasto.