AVALIAÇÃO DE BIOMATERIAIS PARA FINS DE REGENERAÇÃO ÓSSEA
Biomateriais, Modificação de superfície, Células tronco mesenquimais humanas, Osteoindução, Genotoxicidade.
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