Caracterização de um novo arcabouço de hidroxiapatita bifásica com a adsorção de fluoreto

• Main Author: Mukai, Eduardo
• Other Authors: Buzalaf, Marilia Afonso Rabelo
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2014
• Subjects: Flúor; Fluorine; Hidroxiapatita; Hidroxyapatite; Incorporada; Incorporation
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/25/25149/tde-11042015-111328/

As hidroxiapatitas (HA) são amplamente utilizadas como biomateriais osteocondutores, mas não possuem propriedades osteoindutoras e osteogênicas. O fluoreto, por sua vez, quando presente no meio em doses adequadas (da ordem de 10-5 M), é capaz de aumentar a proliferação de osteoblastos e a atividade da fosfatase alcalina. Assim, o objetivo do presente estudo foi modificar um biomaterial existente, constituído por HA bifásica (70% HA + 30% β-TCP) porosa, pela adsorção de fluoreto. A capacidade de liberação de fluoreto deste material para meio de cultura osteogênico foi também avaliada. Foi ainda feita caracterização físicoquímica do material com fluoreto adsorvido, em comparação ao material original (FTIR, DRX e MEV). Para os ensaios de adsorção de fluoreto, soluções com diferentes concentrações deste elemento, na forma de NaF, foram adicionadas à HÁ bifásica na proporção de 10 g de HA por 50 mL de solução contendo fluoreto. Os testes foram feitos em duas etapas. Na primeira etapa, as concentrações de fluoreto empregadas variaram entre 100 e 2000 ppm e foi feita incubação por 3, 6, 18 ou 24 h, em temperatura ambiente, sob agitação constante. Após estes intervalos de tempo, removeu-se o sobrenadante e colocou-se o restante na estufa a 40oC, até a completa secagem dos grânulos. Os mesmos foram armazenados para posterior quantificação de fluoreto adsorvido, que foi feita com o eletrodo, após difusão facilitada por exametildisiloxano. Na segunda etapa, as concentrações de fluoreto empregadas variaram entre 0,625 e 80 ppm, sendo feita incubação por 24 ou 48 h. Para a avaliação da liberação de fluoreto da HA adsorvida, as amostras de HA com fluoreto adsorvido foram incubadas à temperatura ambiente com meio de cultura α-MEM, na proporção de 10 g de HA por 50 mL de meio, sob agitação, por 3, 6, ou 24 h e o sobrenadante foi coletado para quantificação de fluoreto. Foi observada uma relação dose- resposta entre a concentração de fluoreto que se adsorveu à HA e concentração de fluoreto presente nas soluções em que a HA foi incubada. O tempo de incubação nas soluções fluoretadas não alterou a concentração de fluoreto adsorvido (exceto para uma diminuição da adsorção para o tempo de 48 h). A porcentagem de adsorção de fluoreto variou entre 15 e 35%. Houve uma redução na concentração de fluoreto liberada para o meio, em função da redução da concentração de fluoreto na solução de incubação da HA. Liberações da ordem de 10-5 M foram observadas para a HA incubada por 24 h em 80 ppm fluoreto. A avaliação físico-química da HA bifásica porosa com fluoreto adsorvido revelou características semelhantes ao material original, sem fluoreto adsorvido. Em conclusão, a incubação da HA bifásica porosa em solução contendo 80 ppm de fluoreto por 24 horas é capaz de levar a uma adsorção de fluoreto tal que permite a liberação deste elemento na ordem de 10-5 M em meio de cultura osteogênico. Esta adsorção de fluoreto não altera as propriedades físico-químicas do material. === Hydroxyapatites (HA) are broadly employed as osteoconductive biomaterials, but they do not possess osteoinductive or osteogenic properties. Fluoride, when present in the environment in appropriate doses (around 10-5 M) is able to increase the proliferation of osteoblastos and the activity of alcaline phosphatase. Thus, the aim of the present study was to modify an existing biomaterial (biphasic HA, containing 70% HA and 30% β-TCP), through the adsorption of fluoride. The ability of this material to release fluoride for osteogenic culture medium was also evaluated. The biomaterial containing adsorbed fluoride was characterized physic-chemically (FTIR, DRX and SEM), in comparison to its counterpart without adsorbed fluoride. For the fluoride adsorption experiments, solutions with different fluoride concentrations (as NaF) were added to biphasic HA (10 g HA : 50 mL fluoridecontaining solution). Tests were carried out in 2 stages. In the first stage, fluoride concentrations used ranged between 100 and 2000 ppm. Incubation was done for 3, 6, 18 or 24 h, at room temperature, under constant agitation. After incubation, supernatant was removed and the pellets were allowed to dry at 40oC. The resulting material was stored for subsequent fluoride analysis that was done with the electrode, after examethyldisiloxane-facilitated diffusion. In the second stage, the fluoride concentrations ranged between 0.625 and 80 ppm and incubation was carried out for 24 or 48 h. For the evaluation of the release of adsorbed fluoride, samples of HA containing adsorbed fluoride were incubated in α-MEM medium at room temperature (10 g HA : 50 mL medium), under agitation, for 3, 6 or 24 h. Supernatant was collected for fluoride quantification. A dose- response relationship was observed between the concentration of fluoride that adsorbed to HA and the fluoride concentration in the incubation solutions. The time of incubation did not change the concentration of adsorbed fluoride (except for a reduction in adsorption for 48 h). The percentage of fluoride adsorption ranged between 15 and 35%. It was observed a reduction in the concentration of fluoride that was released to the medium, as a function of the reduction of the fluoride concentration in the incubation solution. Fluoride releases around 10-5 M were observed for HA incubated with 80 ppm fluoride for 24 h. Physico-chemical evaluation of the porous biphasic HA containing adsorbed fluoride revealed a pattern similar to the one observed for the original material (without adsorbed fluoride). In conclusion, the incubation of porous biphasic HA in a solution containing 80 ppm fluoride for 24 h allows adsorption of F to HA to an extent that allows the release of 10-5 M fluoride concentrations to the medium. In addition, fluoride adsorption to HA does not change the physico-chemical properties of the material.