Efeito de biovidros na adesão, viabilidade e diferenciação osteogênica de células-tronco humanas

Abstract

Introdução: O osso é um tecido complexo e sua composição e arquitetura permitem que o esqueleto desempenhe suas funções mecânicas essenciais. A utilização de biocerâmicas para a regeneração de tecido ósseo é uma estratégia que visa o desenvolvimento de substitutivos funcionais para esse tecido. Isso é possível graças aos desenvolvimentos da engenharia tecidual e medicina regenerativa. Objetivos: Investigar o efeito das biocerâmica Biosilicato®, F18, 45S5 e hidroxiapatita na adesão, diferenciação óssea e viabilidade in vitro de células-tronco mesenquimais obtidas de dentes visando regeneração óssea. Métodos: Para avaliar o efeito das biocerâmicas nas células-tronco (CT), foram realizados o teste DAPI (4',6-diamidino-2-fenilindol) para avaliação de adesão celular, o teste de viabilidade celular MTT (brometo de [3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5- difeniltetrazolio]) e fosfatase alcalina (FAL) para avaliação de diferenciação celular. Resultados: No ensaio com DAPI as concentrações de 1, 0,5 e 0,25 mg/mL das biocerâmicas F18, HAp e 45S5 respectivamente, induziram o aumento na adesão de células-tronco. No teste com MTT em meio de expansão de CT, o material 45S5 diminuiu a viabilidade das células nas concentrações de 0,5 e 1,0 mg/mL em 2 dias. Em meio de diferenciação osteogênico, 0,25 mg/mL de 45S5 também reduziu a viabilidade em 2 dias. Os resultados da quantificação de FAL demonstraram que 0,25 mg/mL das biocerâmicas não afetaram a quantificação de FAL em 2 dias de cultura em meio de cultura osteogênico. Em 7 dias, Biosilicato®, F18 e 45S5 aumentaram os níveis de FAL na comparação com meio de cultura de CT. HAp manteve níveis de FAL similares ao grupo não diferenciado. Conclusão: Com base nos resultados obtidos nesse estudo é possível afirmar que os biomateriais, Biosilicato® e F18 são promissores para estudos futuros no campo da engenharia de tecidos e medicina regenerativa.

Introduction: Bone is a complex tissue and its composition and architecture allow the skeleton to perform its essential mechanical functions. The use of bioceramics for bone tissue regeneration is a strategy that aims to develop functional substitutes for this tissue. This is possible due to the development of tissue engineering and regenerative medicine. Aims: To investigate the effect of the bioceramics Biosilicate®, F18, 45S5 and hydroxyapatite using in vitro assays on adhesion, differentiation and viability of mesenchymal stem cells obtained from deciduos teeth for bone regeneration. Methods: To evaluate the effect of bioceramics in stem cells (SC), DAPI (4',6-diamidino-2-phenylindol) test was performed to evaluate cell adhesion. MTT ([3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide]) was used as cell viability test and alkaline phosphatase (ALP) was performed to evaluate cell differentiation. Results: In the DAPI assay, the concentrations of 1, 0.5 and 0.25 mg/mL of F18, HAp and 45S5 bioceramics, respectively induced the increase in stem cell adhesion. In the MTT test in the stem cell expansion medium, the 45S5 material decreased the viability of cells at concentrations of 0.5 and 1.0 mg/mL within 2 days. In the osteogenic differentiation medium, 0.25 mg/mL of 45S5 also reduced cellular viability by 2 days. The results of ALP quantification showed that 0.25 mg/mL of the bioceramics did not affect ALP quantification at 2 days of cultivation in osteogenic culture medium. At 7 days, Biosilicate®, F18 and 45S5 increased ALP levels in comparison to the SC culture medium. HAp maintained ALP levels similar to the non-differentiated group. Conclusion: Based on the results obtained in this study, it is possible to state that the biomaterials Biosilicate® and F18 are promising for future studies in the field of tissue engineering and regenerative medicine.