Avaliação da resposta celular a biomateriais para fins de regeneração óssea - Queiroz, Jana Dara Freires de (2018)
Diferentes tipos de biomateriais têm sido desenvolvidos ao longo dos anos com várias aplicações biomédicas principalmente para fins de regeneração óssea. A evolução tecnológica vem proporcionando o desenvolvimento de novos e melhores biomateriais. Dentre os diversos tipos de biomateriais existentes atualmente as superfícies nano e microestutradadas e materiais em escala nano e micrométrica têm ganhado destaque. O tratamento com feixe de LASER é uma abordagem controlável e flexível para modificar superfícies que cria uma topografia complexa nano e micro estruturada e graças as suas propriedades diversos tipos de partículas têm sido largamente desenvolvidos. Apesar de muitos estudos terem sido realizados para avaliar a resposta à diferenciação, pouca atenção foi dada ao potencial genotóxico durante esse processo. Portanto, ensaios para avaliar biocompatibilidade, incluindo estudos genotóxicos, devem ser realizados. O comportamento de células tronco mesenquimais humanas foi analisado após a exposição a discos de titânio modificados superficialmente a laser e partículas de hidroxiapatita. Os discos de titânio foram avaliados por microscopia eletrônica, difração de raio-x e medida do ângulo de contato. A superfície gerada pela fluência de 235 J/cm2 foi utilizada nos ensaios biológicos: MTT, mineralização, atividade de fosfatase alcalina e qRT-PCR para marcadores osteogênicos. As nanopartículas (nanoXIM•HAp102®; Fluidinova, S. A.) e micropartículas (Plasma Biotal) de hidroxiapatita disponíveis comercialmente nas concentrações de 0.1, 1 e 10 µg/mL foram utilizadas e analisadas após 1, 3 e 7 dias. A análise dos dados do titânio modificado a laser um comportamento dependente do tipo celular reduzindo a proliferação das células tronco mesenquimais e aumentando a expressão dos marcadores osteogênicos e atividade da fosfatase alcalina nessas células. A avaliação das partículas demonstrou que essas não afetaram a viabilidade das hMSC (p <0.05), contudo, as concentrações mais altas utilizadas parecem induzir uma diferenciação osteogênica precoce. Isso foi evidenciado pela antecipação dos níveis máximos esperados da atividade da fosfatase alcalina (p <0.05) e mineralização da matriz extracelular (p <0.01). Nenhuma alteração significativa foi observada no estado oxidativo e no potencial genotóxico avaliado. Curiosamente, as freqüências de pontes nucleoplasmáticas (NPB) e dano ao DNA pelo teste cometa foram maiores após 7 dias em condições de controle, sugerindo que essas pontes são características de hMSCs isoladas e tendem a desaparecer durante o processo de diferenciação. Nossos achados mostram que o titânio irradiado com laser pode modular o comportamento celular de forma dependente do tipo de célula e estimular a diferenciação osteogênica. Além disso, os dados das partículas sugerem que a exposição induz uma resposta celular suficiente para prevenir a instabilidade genética e não ter efeitos genotóxicos prolongados durante a diferenciação osteogênica. Dessa forma, os biomateriais analisados demonstram potencial para seu uso em medicina regenerativa e no que diz respeito as partículas parece ser seguro em relação à genotoxicidade.