| Summary: | === The sodium hyaluronate (HY) accelerates the repair of bone defects. However, the weak stability of HY has hindered its wide use in bone tissue reconstructions. Moreover, the functionalization of carbon nanotubes(CNT) with HY (HY-CNT) produces a reinforced hydrogel with improved mechanical and rheological properties when compared with HY alone. Thus, the main aim of this study was to evaluate in vivothe effects of CNT and HY-CNT in the healing process of tooth sockets of rats after extraction of upper first molars and, in vitro, on deposition of
inorganic crystals on the titanium surface and in the behavior of osteoblasts in culture. Wistar male rats were subjected to the extraction of upper first molars and the sockets were treated with CNT, HY, HY-CNT or carbopol (vehicle). Histomorphometric analyses were performed, seven days after the surgeries, to assess the trabecular bone formation and the numberof cell nuclei. The expression of collagen types I and III was assessedby immunohistochemistry. Titanium discs treated with CNT, HY, HY-CNT or carbopol were immersed in an aqueous unsaturated solution containing CaCl2and Na2HPO4 during 14 and 28
days. The deposition of crystals over the titanium discs was analyzed utilizing SEM. Moreover, osteoblasts were plated on titanium discs treated with CNT or HY-CNT or plated directly on culture plates containing DMEN medium supplemented with CNT or HY-CNT.Analyses of alkaline phosphatase activity and cell viability were performed. Treatment with CNT did not alter the bone deposition as well as the counting of cell nuclei. On the other hand, both CNT and HY-CNT induced a similar and significant increase in bone formation and decreased the amount of cell nuclei. Moreover, the expression of type I collagen in sockets treated with 1% HY or HY-CNT (100µg/mL) was increased. No significant changes
in the expression of type III collagen was observedamong any of the groups. The in vitroexperiments revealed that titanium discs coated with 100µg/mL HY-CNT showed a higher deposition of calcium, sodium and phosphorus ions. CNT and HY-CNT at higher concentrations (100-400µg/mL) induced death of osteoblasts, while lower concentrations (CNT and HY-CNT: 3.125-50µg/mL) resulted only in a
slight decrease in activity of the alkaline phosphatase and cell viability. Altogether, these findings indicate that, like HY, HY-CNT accelerated the healing process when used in therapies for bone repair. In addition, HY-CNT induced a greater deposition of crystals in titanium discs, suggesting that this biomaterial could be used as an adjuvant agent in the bone repair in dental implants. === O hialuronato de sódio (HY) acelera o reparo de defeitos ósseos maxilares. Entretanto, sua baixa estabilidade física tem dificultado sua ampla utilização em reconstruções teciduais ósseas. Por outro lado, a funcionalização de nanotubos de carbono (NTC) com HY (NTC-HY) resulta em um hidrogel com melhores propriedades mecânicas e reológicas quando comparado com o HY sozinho. Assim, o principal objetivo deste estudo foi avaliar in vivoos efeitos dos NTC e NTC-HY na cicatrização de alvéolos dentários de ratos após exodontia dos
primeiros molares superiores e, in vitro, na deposição de cristais inorgânicos no titânio e no comportamento de osteoblastos. Ratos W istar machos foram submetidos à exodontia dos primeiros molares superiores e os alvéolos foram tratados com NTC, HY, NTC-HY ou carbopol (veículo).Análises histomorfométricas foram realizadas, aos sete dias de cicatrização, para avaliar a formação de osso trabecular e o número de núcleos celulares. A expressão dos colágenos tipos I e III foi avaliada por imunohistoquímica. Pastilhas de titânio tratadas com NTC, HY, NTC-HYou carbopol foram imersas em uma solução aquosa subsaturada contendo CaCl2e Na2HPO4 por 14 e 28 dias. A deposição de cristais sobre as pastilhas foi analisada através da MEV. Além disso, osteoblastos foram plaqueados sobre pastilhas de titânio tratadas com NTC ou NTC-HY, ou cultivados diretamente em placas de cultura contendo meio DMEN acrescido de NTC ou NTC-HY. Foram realizadas análises de viabilidade celular por MTT e atividade da fosfatase alcalina. Alvéolos tratados com NTC apresentaram percentual de trabéculas ósseas e número de núcleoscelulares semelhantes aos alvéolos controle. Por outro lado, tanto o HY como os NTC-HY induziram um
aumento similar e significativo na formação óssea, e diminuíram a quantidade de núcleos celulares. Além disso, observou-se uma maior expressão de colágeno tipo I nos alvéolos tratados com HY 1% ou com NTC-HY (100µg/mL). Nenhuma diferença significativa na expressão de colágeno tipo III foi observada entre os grupos. Os experimentos in vitrodemonstraram que as pastilhas de titânio cobertas com NTC-HY (100µg/mL) apresentaram maior deposição de íons cálcio, sódio e fósforo. Concentrações mais altas de NTC e NTC-HY (100-400µg/mL)
induziram morte celular em osteoblastos enquanto concentrações mais baixas (3,125-50µg/mL) acarretaram apenas em uma discreta diminuiçãona viabilidade celular e na atividade da fosfatase alcalina. Destaforma, os resultados in vivo indicam que os NTC-HY aceleram a cicatrização de forma semelhante ao HY quando utilizados em terapias de reparo ósseo. Alémdisso, os NTC-HY induziram, in vitro,uma maior deposição de cristais em pastilhas de titânio, sugerindo que este biomaterial poderia ser usado com um agente coadjuvante no reparo ósseo periimplantar.
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