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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.10.2016.tde-17032015-171004
Document
Author
Full name
Geissiane de Moraes Marcondes
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2014
Supervisor
Committee
Zoppa, André Luis do Valle de (President)
Foz Filho, Roberto Pimenta de Pádua
Silva, Luis Claudio Lopes Correia da
Title in Portuguese
Avaliação da interação biológica entre compósito de quitosana, colágeno e hidroxiapatita e tecido ósseo ovino
Keywords in Portuguese
Biocompatibilidade
Biomaterial
Ortopedia
Osteocondução
Ovino
Abstract in Portuguese
As lesões em membros de grandes animais, com perda significativa de tecido ósseo é um desafio para os médicos veterinários. Isso por que muitas vezes somente técnicas de osteossíntese não são capazes de garantir resultados plenamente satisfatórios. Devido a isso, muitos pesquisadores vêm se dedicando ao desenvolvimento e estudo da biocompatibilidade de substitutos ósseos, entre eles os biomateriais, com propósito de auxiliar na reparação óssea. Os compósitos com constituintes naturais como quitosana, colágeno e hidroxipatita são uma opção, por apresentarem estruturas em sua composição semelhantes ao tecido ósseo.O objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento biológico do ovino frente a implantação de compósito de quitosana, colágeno e hidroxiapatita após implante em osso III/IV metacarpianos. Seis ovinos fêmeas da raça Santa Inês foram submetidos à ostectomias unicorticais de sete milímetros de diâmetro na região próximal da superfície dorso-medial do III/IV metacarpianos. Em seguida, de forma randômica, foi implantado o compósito de quitosana, colágeno e hidroxiapatita em um membro torácico. No membro contralateral, foi reproduzida a mesma técnica, porém foi mantido como controle, não sendo preenchido com o compósito. Todos os animais foram submetidos à avaliação física, radiográfica, ultrassonográfica, termográfica e perfil hematológico e bioquímico previamente a cirurgia para avaliação dos padrões fisiológicos. No período pós operatório os animais foram avaliados por meio de exame físico diário, durante os 60 dias de observação, exame radiográfico, exame ultrassonográfico , exame termográfico nos momentos sete, 14, 21, 28, 35, 42, 49 e 56 dias de pós-operatório. Com 60 dias de pós-operatório, realizou-se a biópsia óssea com trefina de 3,55 mm de diâmetro na área de interface entre biomaterial-osso (membro com compósito) e osso-osso (membro controle), para realização de avaliações histológicas de material calcificado, através de microscopia de luz e eletrônica de varredura. Não foram observadas alterações no exame físico dos animais (frequência cardíaca, frequência respiratória ou temperatura retal), ou claudicação ao longo dos 60 dias, que pudessem estar relacionados ao procedimento cirúrgico ou a presença do implante. A avaliação termográfica demonstrou que as alterações de temperatura no membro com compósito e controle seguiram os mesmo padrões, retornando aos padrões fisiológicos ao fim do período de avaliação. As avaliações radiográficas e ultrassonográficas sugerem que o membro controle e com compósito se encontravam em fases semelhantes de preenchimento de falha. Na histomorfometria, através da microscopia de luz, observou-se maior porcentagem de tecido neoformado em membro controle, quando comparado ao membro com compósito.Além disso, foi possível observar tanto por microscopia de luz quanto por microscopia eletrônica de varredura, que o biomaterial apresentou comportamento osteocondutor e não foram observadas reações adversas ao implante, como formação de tecido cicatricial ou reações de corpo estranho. Com os resultados dessa pesquisa, é possível concluir que o compósito de quitosana, colágeno e hidroxipatita quando implantado em tecido ósseo ovino apresenta biocompatibilidade e perfil osteocondutor.
Title in English
Assessment of biological interaction between chitosan, collagen, hydroxyapatite composite and ovine bone tissue
Keywords in English
Biocompatibility
Biomaterial
Orthopedy
Osteoconduction
Sheep
Abstract in English
The lesions in limbs of large animals, with significant bone loss is a challenger for veterinarians. That's why frequentely only osteosynthesis are not able to fully guarantee satisfactory results. Because of this, many researchers have dedicated the projects to develop and study the biocompatibility of bone substitutes, including biomaterials, in order to assist bone repair. The composites with natural constituents such as chitosan, collagen and hydroyapatite may be an option, because they have similar structures with bone tissue. This study evaluated the biological behaviour of composite chitosan, collagen and hydroxyapatite following implantation in the ovine III / IV metacarpal bone. Six healthy female sheep Santa Inês were submitted to bilateral unicortical ostectomy (7 mm/ diameter) on the proximal aspect of the medial-dorsal surface of the III / IV metacarpal bone. One front limb was randomly selected for composite chitosan, collagen and hydroxyapatite implantation, while the contralateral limb was left untrated, not being filled. The animals were submited to daily physical examination during 60-day follow-up period. Radiographic, ultrasonographic and thermographic reassessment were performed on postoperative days seven, 14, 21, 28, 35, 42, 49 and 56. On postoperative day 60, the animals were reoperated and 3,55 mm biopsy fragment collected from the biomaterial bone or bone-new bone interface to histological evaluation by light and scanning electron microscopy. No changes in the physical examination (heart rate, respiratory rate or rectal temperature), or lameness over the 60 days, which could be related to the surgery or the presence of the implant were observed. Thermographic evaluation showed that temperature changed on the members with composite and control limb and they followed the same patterns, returning to physiological rate at the end of study. The radiographic and ultrasonographic evaluations have suggested that the control limb and limb with composite were in similar stages of bone healing. On the morphology by light microscopy, we observed a higher percentage of the new bone formation at the control limb when compared with the composite limb. However it was observed at the light and electron scanning microscopy, which showed osteoconductive biomaterial behavior and no adverse reactions to the implant, as scar tissue or foreign body reactions. With the results of this research, it can be concluded that the composite of chitosan, collagen and hidroxipatita when implanted in sheep bone tissue presents biocompatibility and osteoconductive characteristics.
 
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Publishing Date
2016-09-08
 
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