Adesão, proliferação e atividade de mineralização de celulas da granulação óssea e fibroblastos gengivais humanos em discos de titânio com diferentes superfícies de tratamento: análise in vitro

• Main Author: Maria Alejandra Frias Martinez
• Other Authors: Adriana Campos Passanezi Sant'Ana
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2015
• Subjects: Fibroblastos; Granulação óssea; Implante osseointegrado; Superficie; Titânio; Bone granulation; Fibroblasts; Osseointegrated implant; Surface; Titanium
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/25/25146/tde-10032016-102509/

O objetivo deste estudo foi investigar adesão, proliferação, atividade de fosfatase alcalina e de síntese de matriz mineralizada por células derivadas da granulação óssea (células GO-1) e fibroblastos gengivais humanos (FGH-1) em discos de titânio com diferentes tratamentos de superfícies. Discos de titânio comercialmente puro grau IV foram divididos em 4 grupos de acordo com o tratamento de superfície: (1) discos usinados L (controle); (2) discos usinados seguido de jateamento abrasivo (JATO); (3) discos usinados, jateados e tratados por subtração ácida (superfície NeoPoros NP); (4) discos com tratamento superficial para melhora da hidrofilia (superfície Acqua - ACQ). A microtopografia de superfície dos diferentes tipos de disco de titânio foi avaliada por meio de MEV. A composição química dos discos de titânio de superfícies L, JATO, NP e ACQ foi analisada por espectrometria de energia dispersiva de raios-X (EDS). Para determinar a influência dos diferentes tratamentos de superfície sobre a adesão de células de linhagens fibroblásticas gengivais e osteoblásticas, foram cultivadas células GO-1 e FGH-1 sobre os discos de titânio dos diferentes grupos e as células aderidas foram avaliados por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) após 24h (adesão) e 48 h (proliferação). No ensaio de mineralização os discos de titânio foram corados com vermelho de alizarina para evidenciação dos nódulos de mineralização. Para avaliação da atividade de fosfatase alcalina, as células FGH-1 e GO-1 foram plaqueadas sobre discos de titânio, a atividade da FA foi observada nas células lisadas usando 25 &#x3BC;l da amostra em placa de 96 poços adicionado com 200 &#x3BC;L de fosfato p-nitrofenol (pNPP) e determinada em espectofotômetro. Não houve diferenças entre os grupos para os parâmetros de rugosidade encontrados nas amostras, com exceção do parâmetro Rsk(asimetria), onde diferenças significantes foram observadas do grupo L em relação aos grupos JATO, NP e ACQ (p< 0.05. Os implantes de superfície L e NP apresentaram apenas Ti, a superfície JATO apresentou, além do Titânio, as substâncias Oxigênio e Alumínio enquanto na superfície ACQ foram observados Titânio, Sódio e Potássio. No período de 24 horas após o cultivo celular, houve maior proliferação de células FGH sobre as superfícies L (89,43% ± 9,13;) e JATO (100%), neste período, observou-se que 100% das superfícies JATO e ACQ estavam recobertas por células GO. Apos 48h diferenças significantes entre o percentual de área recoberta por células FGH nas superfícies JATO comparativamente às superfícies NP e ACQ e, para as células GO, entre as superfícies NP comparativamente às superfícies JATO e ACQ. Houve maior percentual de área recoberta pelas células GO do que pelas células FGH. Houve formação de nódulos mineralizados em todas as superfícies, análise comparativa mostrou diferenças estatisticamente significantes para as células GO cultivadas em DMEM sobre as superficies L (31,45% ± 1,51%) e ACQ (54,94% ± 4,80%). A atividade de fosfatase alcalina foi maior em discos com superfície Lisa e hidrófilica(ACQ). Esses resultados sugerem que todas as superfícies favorecem a adesão e proliferação de fibroblastos gengivais e células osteoblásticas humanas. Superfícies moderadamente rugosas favorecem a maior adesão e proliferação de células osteoblásticas, assim como maior atividade de mineralização in vitro. === The objective of this study was to investigate adhesion, proliferation, alkaline phosphatase activity and matrix synthesis mineralized by cells derived from the bone granulation (GO cells) and human gingival fibroblasts (HGF) in titanium disks with different surface treatment. Titanium discs commercially pure grade IV were used, divided into 4 groups according to the surface treatment: (1) machined discs - L (control); (2) machined discs followed by abrasive blasting (JATO); (3) machined discs, sandblasted and treated by acid subtraction (Neoporos surface - NP); (4) disks with surface treatment to improve the hydrophilic (Acqua surface - ACQ). The surface microtopography of different types of titanium disk was evaluated by SEM. The chemical composition of the surfaces of titanium disks, L, JET, NP and ACQ was analyzed by energy dispersive X-ray spectrometry (EDS). To determine the influence of different surface treatments on the cell adhesion of gingival fibroblast and osteoblast lines were cultured GO-1 and FGH-1 cells on titanium discs of different groups and the adhered cells were assessed by electron microscopy (SEM) after 24 (adherence) and 48 h (proliferation). To test the mineralization titanium disks were stained with alizarin red for disclosure of mineralization nodules. To evaluate the alkaline phosphatase activity, the FGH-1 and GO-1 cells were plated on titanium disks, AP activity was observed in cells lysed using 25 &#x3BC;l of sample in a 96 well plate with 200 &#x3BC;l added phosphate p nitrophenol (pNPP) and determined in spectrophotometer. There were no differences between groups for the roughness parameters found in the samples, except for the parameter Rsk(asimetry) where significant differences were observed in the group L compared to JATO groups, NP and ACQ (p <0.05). The L and NP surface implants had only Ti, JATO surface showed, in addition to titanium, oxygen and the substances aluminum, while the ACQ surface were observed titanium, sodium and potassium. Within 24 hours after cell culturing, there was a greater proliferation of FGH on the cell surface L (89.43 ± 9.13%;) and JATO (100%), in this period, it was observed that 100% of the surfaces JATO and ACQ were covered by GO cells. After 48 hours there were significant differences between the percentage of area covered by FGH cells in JATO surfaces compared to NP surfaces and ACQ, and for GO cells, between NP surfaces compared with the JATO and ACQ surfaces. There was a higher percentage of area covered by GO cells than by FGH cells. There mineralized nodule formation on all surfaces, comparative analysis revealed statistically significant differences for the GO cells cultured in DMEM on the surfaces L (31.45% ± 1.51%) and ACQ (54.94% ± 4.80% ). Alkaline phosphatase activity was higher in discs with a smooth and hydrophilic surfaces (ACQ). These results suggest that all surfaces to promote adhesion and proliferation of gingival fibroblasts and human osteoblastic cells. Moderately rough surfaces leads to high adhesion and proliferation of osteoblast cells, as well as higher mineralization activity in vitro.