Agora, pesquisadores da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), do campus Baixada Santista, mostraram que esse efeito osteogênico do material pode ser potencializado com aplicações de laser de baixa intensidade no local do implante. O trabalho, desenvolvido durante o pós-doutorado de Paulo Sérgio Bossini, com apoio da FAPESP, foi premiado na última conferência da North American Association for Light Therapy (NAALT), realizada no início do ano, nos Estados Unidos.
Bossini começou a investigar o efeito do Biosilicato na consolidação de defeitos ósseos induzidos na tíbia de roedores ainda durante seu doutorado, sob orientação do professor Nivaldo Antonio Parizotto, do Departamento de Fisioterapia da UFSCar. No pós-doutorado, o trabalho foi realizado sob a supervisão da professora Ana Cláudia Muniz Renno, do Departamento de Biociências da Unifesp. “Existem diferentes apresentações do Biosilicato. Durante o doutorado, avaliei o uso na forma de grânulos. Como é um biomaterial novo, são necessários testes iniciais para ver se há risco de rejeição ou outras reações adversas”, contou Bossini à Agência FAPESP.
Os pesquisadores induziram uma condição semelhante à osteoporose nas ratas por meio da retirada de seus ovários – protocolo consagrado na literatura científica. Em seguida, fizeram cavidades nas tíbias dos roedores com auxílio de uma broca de aproximadamente 3 milímetros de diâmetro. O objetivo foi simular defeitos que normalmente acometem pacientes com osteoporose.
Os animais foram então divididos em seis grupos. O primeiro, considerado o controle, apenas teve a pele suturada e não recebeu nenhum tratamento. O segundo grupo teve a pele suturada e foi tratado com aplicações de laser em dias alternados na dose de 60 joules por centímetro quadrado (J/cm2). O terceiro recebeu o mesmo tratamento na dose de 120 J/cm2.
O quarto grupo foi tratado apenas com Biosilicato. Os grânulos do biomaterial foram introduzidos com auxílio de uma espátula dentro do defeito ósseo até tapá-lo por completo e, em seguida, a pele dos animais foi suturada. No quinto grupo, foi feita a associação do Biosilicato e do laser na dose de 60 J/cm2 e no sexto e último grupo, a associação do Biosilicato e do laser na dose de 120 J/cm².
“Em análises feitas após 14 dias, o grupo tratado com a associação de Biosilicato mais laser na dose de 120 J/cm² apresentou a maior área de tecido ósseo neoformado. Além disso, em comparação aos outros grupos, esse tecido era mais maduro e organizado”, contou Bossini.
Já no pós-doutorado, o pesquisador testou novamente a associação do laser na dose de 120 J/cm2 com o Biosilicato – desta vez em uma apresentação conhecida como scaffold. As peças usadas no estudo foram produzidas durante o doutorado de Murilo Crovacce, sob orientação dos professores do DeMa-UFSCar Ana Candida Martins Rodrigues e Oscar Peitl. “O scaffold é uma espécie de prótese feita no tamanho do defeito ósseo, mas com alto índice de porosidade. O objetivo não é substituir o osso, já que a prótese tem baixa resistência mecânica, e sim servir de molde e dar suporte ao novo tecido que vai crescer”, explicou Bossini. Segundo o pesquisador, o material é absorvido pelo organismo, ao mesmo tempo em que ajuda a formar um novo tecido ósseo.
O mesmo protocolo para induzir o defeito nas tíbias de ratas foi aplicado e os animais foram divididos em quatro grupos: o controle, um segundo tratado apenas com laser a 120 J/cm2, um terceiro que recebeu apenas o scaffold de Biosilicato e o último, tratado com o biomaterial mais aplicações de laser. Em uma primeira análise morfológica feita 15 dias após o início do tratamento, nenhum dos grupos apresentou problemas de rejeição, necrose ou proliferação de células atípicas.
O grupo que recebeu apenas as aplicações de laser foi o que apresentou a maior área de tecido ósseo neoformado. Segundo Bossini, isso deve-se à capacidade do laser de estimular a formação de novos vasos sanguíneos no local e de recrutar a formação de células ósseas. “Embora o Biosilicato também estimule a formação de tecido ósseo, ele precisa de um tempo para ser degradado pelo organismo. Num primeiro momento, o scaffold pode funcionar como uma barreira física para o crescimento do tecido, mas já é possível perceber que a prótese vai ficando menor e vai dando lugar ao tecido ósseo neoformado”, disse Bossini.
A análise de imuno-histoquímica (que avalia as proteínas presentes no tecido), por outro lado, revelou no grupo que recebeu o Biosilicato mais aplicações de laser uma maior expressão de fatores relacionados à formação de tecido ósseo – especialmente as proteínas RUX-2 e a COX-2 – nas células circunjacentes ao local do implante. “Isso é uma clara evidência de que o material tem potencial osteogênico e de que esse efeito foi potencializado com as aplicações de laser”, afirmou Bossini.
No momento, os pesquisadores analisam dados de exames feitos 30, 45 e 60 dias após o início do tratamento para confirmar se o biomaterial de fato é absorvido totalmente pelo organismo e favorece a formação de um tecido mais bem organizado. Dados preliminares indicam que o osso neoformado apresenta as mesmas características biomecânicas de um osso saudável.
Além disso, também está sendo feita a análise de expressão na área do tecido ósseo neoformado e os resultados preliminares revelam que o biomaterial induz uma maior expressão dos genes relacionados ao reparo ósseo, contou Bossini.
Apresentações diversas
O Biosilicato é um biovidro desenvolvido no LaMaV – coordenado pelo professor da UFSCar Edgar Dutra Zanotto – na década de 1990 e patenteado em 2004. O material é composto basicamente por sódio, potássio, cálcio, fósforo, oxigênio e silício. Pode ser implantando no local a ser tratado na forma de grânulo, de scaffold, de fibras ou como uma peça única (monolítica), feita sob medida para substituir, por exemplo, um dos ossículos do ouvido.
“O material é parcialmente solúvel no plasma sanguíneo e se liga ao osso, ao dente ou à cartilagem. Na sua superfície, ocorre a formação de uma camada de hidroxicarbonatoapatita, substância que possui a mesma composição química do tecido mineral dos dentes e ossos”, afirmou Zanotto.
“Além do potencial remineralizador, estudos recentes também têm mostrado que o Biosilicato acelera a formação de células ósseas, mas esse mecanismo ainda precisa ser melhor estudado”, explicou o pesquisador, que também coordena o Centro de Pesquisa, Educação e Inovação em Vidros (CEPIV), um dos novos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) apoiados pela FAPESP.
Pesquisa da Unifesp mostrou que o Biosilicato – vitrocerâmico
desenvolvido na UFSCar –, associado a aplicações de laser de baixa
intensidade (foto), auxilia na consolidação de defeitos em ossos de ratos (divulgação)
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