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Anais 2016: 18ª Semana de Pesquisa da Universidade Tiradentes. “A prática interdisciplinar alimentado a Ciência”. 24 a 28 de outubro de 2016. ISSN: 1807-2518 1 Analise histológica de enxertos a base de quitosana no reparo do defeito crítico em calota craniana – Estudo em ratos Almir Guimarães Campos Júnior (PROBIT/ Unit), e-mail: almirjunior_12@hotmail.com Raiane Santos do Nascimento (PROVIC-Unit), e-mail: raianee.s@hotmail.com Décio Fragata Silva (Colaborador), email: dfragata@yahoo.com.br; Josimari Melo de Santana (Colaboradora), email: joselinasergipe@ig.com.br. Ricardo Luiz Cavalcanti Albuquerque Júnior (Colaborador), e-mail: ricardo.patologia@uol.com.br; Paulo Autran Leite Lima (Orientador), e-mail: pauloautranlima@gmail.com Universidade Tiradentes/Fisioterapia/Aracaju, SE. Área: 4.00.00.00-1 (Ciências da Saúde); Subárea: 4.01.00.00-6 (Medicina). Pesquisa executada com recursos da Universidade Tiradentes. RESUMO: Cresce cada vez mais o numero de procedimentos cirúrgicos para utilização de enxertos que possam substituir tecidos lesionados, sendo assim, vários materiais são utilizados como substitutos ósseos em casos de lesões. Dentre esses materiais, a quitosana (CHI), é um copolímero linear proveniente da reação de desacetilação alcalina da quitina. Esse trabalho teve como objetivo avaliar histologicamente a interação de enxertos a base de quitosana na calota craniana de ratos. Foram utilizados 30 ratos Wistar, divididos em 2 grupos onde o defeito crítico criado por meio de um processo cirúrgico foi preenchido em um grupo com enxertos a base de quitosana (GII) e em outro grupo com coágulo sanguíneo (GI). Após certos períodos de tempo foram extraídos e analisados histologicamente. Foram obtidos resultados significantes nos dois grupos em relação à interação óssea, com a diferença de que no grupo experimental (GII) o processo de cicatrização óssea foi mais acelerado. Assim, os enxertos a base de quitosana se mostraram eficazes na reparação óssea em locais que receberam traumas. Palavras-chaves: Biomateriais, Enxerto ósseo, Teste histológico. INTRODUÇÃO Atualmente é grande o numero de procedimentos cirúrgicos na área da ortopedia com o intuito de substituir tecidos lesionados por traumas ou por doenças. Normalmente o uso de enxertos é o mais comum para essas situações, podendo ser de duas formas, através de auto-enxerto usando tecido do próprio individuo ou aloenxerto, de um indivíduo para outro (NARAYAN et al., 2004; JANUÁRIO et al., 2006; SWETHA et al., 2010). Porem esses métodos são limitados, o que nos leva a buscar outras forma de enxertia. Sendo assim, a utilização de biomateriais tem sido amplamente estudada como substituto do tratamento convencional do tecido ósseo lesionado (RATNER et al., 2004). Vários materiais são utilizados para a confecção de um enxerto. Dentre esses materiais, a quitosana (CHI), é um copolímero linear proveniente da reação de desacetilação alcalina da quitina (KIM, 2007; LEE, 2011; TSAI et al., 2011; MIRANDA et al., 2011; TANASE; WEN et AL. 2011); A produção de arcabouços com esse material é barata, pois o material é de fácil obtenção. Além disso, até o momento, poucos trabalhos analisam a relação entre quitosana como arcabouços aplicáveis em testes in vivo. Espera-se que esse material apresente boa interação na reconstituição óssea da área reparada de animais de pequeno porte. Sendo assim, o objetivo desse trabalho é avaliar a interação histológica entre esses enxertos a base de CHI na calota craniana de ratos. MATERIAL E MÉTODOS Foram utilizados 30 ratos Wistar machos (300 a 400g), provenientes do Biotério da Universidade Tiradentes. Os animais foram distribuídos aleatoriamente em dois grupos: Grupo I (n=15) – Grupo controle. Grupo II (n=15) – onde foi realizado o procedimento cirúrgico com a colocação do enxerto a base de quitosana (CHI). Os animais foram submetidos à cirurgia para Anais 2016: 18ª Semana de Pesquisa da Universidade Tiradentes. “A prática interdisciplinar alimentado a Ciência”. 24 a 28 de outubro de 2016. ISSN: 1807-2518 2 exposição da calvária, remoção do fragmento ósseo e criação do defeito crítico. Esse defeito foi preenchido com o biomaterial à base de quitosana no Grupo II e no Grupo I deixava formar-se um coágulo de sangue e fechava. Os ratos foram eutanasiados no período de 14 dias (GI n=5) (GII n=3), 21 dias (GI n=5) (GII n=6) e 28 dias (GI n=5) (GII n=6) pós-operatórios, seguido de extração da região onde foi colocado o enxerto para preparação histológica e posterior análise. Após a extração do material e eutanásia dos animais foi realizado o processo histológico para confecção das lâminas, dividido em: descalcificação, lavagem, desidratação, clarificação, parafina, corte e coloração (pela técnica de hematoxilina-eosina). Esse trabalho foi aprovado pela comissão de ética no uso de animais da Universidade Tiradentes com protocolo n° 061114. RESULTADOS E DISCUSSÃO Nas lâminas dos ratos do Grupo II (CHI) de 14 dias, foi possível observar a formação de células mesenquimais precursora de formação de tecido conjuntivo, formação de pequenos vasos sanguíneos e em algumas regiões foi possível ver a presença de fibroblastos em áreas adjacentes ao enxerto o que indica possível processo de cicatrização. Nas lâminas dos ratos do Grupo II (CHI) de 21 dias, notou-se a presença de células mesenquimais precursoras de tecido conjuntivo, formação de vasos sanguíneos, início de osteogênese e presença de matriz mineralizada, que tende a se calcificar e formar tecido ósseo. Nas lâminas dos ratos do Grupo II (CHI) de 28 dias, notou-se também a presença de células mesenquimais precursoras de tecido conjuntivo, formação de vasos sanguíneos, início de osteogênese e presença de matriz mineralizada, que tende a se calcificar e formar tecido ósseo. Em comparação com as lâminas do Grupo I, foram percebidas semelhanças no processo de cicatrização óssea, através da formação de novos vasos sanguíneos e da presença de osteoblastos na região, porém no grupo II (CHI) esse processo de cicatrização acorreu de forma mais acelerada. Esse fato é explicado pelas características da quitosana, que é um polissacarídeo catiônico que apresenta estrutura semelhante aos glicosaminoglicanos, os quais se apresentam como principais componentes da matriz extracelular de cartilagens e ossos. Além disso, a quitosana atua atraindo íons cálcio, favorecendo dessa forma o processo de cicatrização óssea. Esse biopolímero, após ser desacetilado, tem a capacidade de ativar os macrófagos, que liberam IL6 e IL8 e outros fatores de crescimento, promovendo a cicatrização dos tecidos (KHOR & LIM, 2003). CONCLUSÕES Após analise dos resultados, podemos concluir que os enxertos a base de quitosana são bons substitutos ósseos, sendo que quanto maior os dias de pós-operatórios melhores serão os resultados observados. Sendo assim, foi visto no presente estudo, que a quitosana acelerou e maximizou o reparo ósseo, apresentando grande potencial osteogênico, atuando como um biomaterial. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem o suporte financeiro fornecido pela Universidade Tiradentes (UNIT), grupo de Estudos Interdisciplinar em Neurociência e Biotecnologia (EINB/UNIT), ao Laboratório de Pesquisa em Neurociência (LAPENE/UFS) e ao Laboratório de Morfologia e Patologia Experimental (LMPE/UNIT). REFERÊNCIAS JANUÁRIO, D.D., CESTARI, T.M, OLIVEIRA,R.C. et al. “Evaluation of tissue repair, in case of bovine bone implantation mixed with bone marrow graft, in subcutaneous region of rats”. Innovations implants journal, v.01, n.01, pp.21-27, 2006. KHOR, E; LIM, L.Y. Implantable applications of chitin and chitosan, Biomaterials, v.24, p.2339-2349, 2003 KIM, H.S., KIM, J.T., JUNG, Y,J. et al. “Preparation of a porous chitosan/fibroin-hydroxyapatitecomposite matrix for tissue engineering”. Macromolecular Research, v.15, n.01, pp. 65-73, 2007. LEE, H., KIM, G. “Cryogenically fabricated three- dimensional chitosan scaffolds with pore size-controlled structures for biomedical applications”. Carbohydrate Polymers, v.85, n.04, pp.817-823, 2011. MIRANDA, S.C.C.C., SILVA, G.A.B., HELL, R.C.R. et al. “Three-dimensional culture of rat BMMSCs in a porous chitosan-gelatin scaffold: a promising association for bone tissue engineering in oral reconstruction”. Archives of Oral Biology, v.56, n.01, pp.01-15, 2011. Anais 2016: 18ª Semana de Pesquisa da Universidade Tiradentes. “A prática interdisciplinar alimentado a Ciência”. 24 a 28 de outubro de 2016. ISSN: 1807-2518 3 NARAYAN, R.J., KUMTA, P.N, SFEIR, C. et al. “Nanostructured ceramic in medical devices: applications and prospects”. Journal of metals, v.56, n.10, pp.38-43, 2004. RATNER, B.D., HOFFMAN, A.S., SCHOEN, F.J. et al. Biomaterials science: an introduction to materials in medicine. 2ed. São Diego, Academic Press, 2004. SWETHA, M., SAHITHI, K., MOORTHI, A. et al. “Biocomposites containing natural polymers and hydroxyapatite for bone tissue engineering”. International Journal of Biological Macromolecules, v.01, n.47, pp.01- 04, 2010. TANASE, C.E., POPA, M.I., VERESTIUC, L. “Biomimetic bone scaffolds based on chitosan and calcium phosphates”. Materials Letters, v.65, n.11, pp.1681-1683, 2011. TSAI, W.B., CHEN, Y.R., LIU, H.L. et al. “Fabrication of UV-crosslinked chitosan scaffolds with conjugation of RGD peptides for bone tissue engineering”. Carbohydrate Polymers, v.85, n.01, pp.129-137, 2011. WEN, X., Peng, X., FU, H. et al. “Preparation and in vitro evaluation of silk fibroin microspheres produced by a novel ultra-fine particle processing system”. International Journal of Pharmaceutics, v.416, n.01, pp.195-201, 2011 Figura 1: Grupo II (CHI) Lâmina histológica de ratos com 14 dias. Fonte: Acervo próprio, 2016. Figura 2: Grupo II (CHI) Lâmina histológica de ratos com 21 dias. Fonte: Acervo próprio, 2016. Figura 3: Grupo II (CHI) Lâmina histológica de ratos com 28 dias. Fonte: Acervo próprio, 2016. Figura 4: Grupo I (controle) Lâmina histológica de ratos com 14 dias. Fonte: Acervo próprio, 2016. Figura 5: Grupo I (controle) Lâmina histológica de ratos com 21 dias. Fonte: Acervo próprio, 2016. Vasos Sanguíneos Células mesenquimais Tecido ósseo Células osteoblástos Angiogêneses Tecido ósseo Tecido mesenquimal Vaso sanguíneo Anais 2016: 18ª Semana de Pesquisa da Universidade Tiradentes. “A prática interdisciplinar alimentado a Ciência”. 24 a 28 de outubro de 2016. ISSN: 1807-2518 4 Figura 6: Grupo I (controle) Lâmina histológica de ratos com 28 dias. Fonte: Acervo próprio, 2016.
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