Análise da biocompatibilidade, citotoxicidade e osteocondução do policaprolactona: estudo em ratos

Abstract

Polímeros biorreabsorvíveis vêm sendo utilizados como scaffolds na engenharia tecidual, destacando-se como alternativa para reconstrução de lesões e perdas teciduais. Neste estudo, avaliou-se o desempenho in vivo de scaffolds tridimensionais de polímero policaprolactona (PCL), através do implante do PCL nos tecidos subcutâneos do dorso e na calvária, bem como da reação dos órgãos rins, pulmões e fígado de ratos. A análise histológica qualitativa do processo de reparo ósseo nas calvárias mostrou neoformação óssea e que o osso neoformado cresceu em direção ao centro de defeitos. Nos tecidos adjacentes ao scaffold implantado no dorso, percebeu-se que em todos os animais houve formação de cápsula fibrosa fina, com fibras colágenas organizadas envolvendo o implante. Com relação aos eventos ocorridos nos rins, fígado e pulmões dos animais, não houve alterações teciduais danosas aos órgãos, tampouco a presença de processo inflamatório, hiperplasia, metaplasia, displasia ou hemorragia.A análise quantitativa do processo de reparo ósseo foi realizada através de histomorfometria e tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC). Após análise estatística, a área total de neoformação óssea em mm2 foi maior nos defeitos experimentais aos 21, 60 e 120 dias, com diferença estatisticamente significativa. Na análise tomográfica, percebeu-se uma tendência de maior neoformação óssea nos defeitos experimentais, mas sem diferença estatisticamente significativa. Considerando-se a análise tomográfica como uma nova metodologia para avaliação de neoformação óssea, os dados obtidos através dessa avaliação não puderam ser correlacionados com aqueles obtidos na análise histomorfométrica. Portanto, conclui-se que os scaffolds de PCL produzidos na plataforma experimental de manufatura aditiva são biocompatíveis, não citotóxicos, biorreabsorvíveis e promovem osteocondução. O PCL apresentou grande potencial de aplicação clínica nos defeitos onde se espera aumentar a área óssea e parece adequado como um biomaterial de escolha para outros estudos que elucidem as questões pertinentes. A TCFC não parece ser uma ferramenta útil na avaliação da neoformação óssea em calvária de ratos, de modo que a análise histomorfométrica permanece como método mais adequado.

Bioresorbable polymers have been used as scaffolds in tissue engineering, thus representing an important alternative for reconstruction of lesions and tissue losses. This study aimed to evaluate the in vivo performance of three-dimensional scaffolds made of polycaprolactone (PCL), by means of through a PCL implant on the subcutaneous tissues of rats’ back and calvaria, as well as the reaction of their kidneys, lungs and liver. The histological analysis of the bone repair process in calvaria showed the presence of newly formed bone growing towards the center of the defects. The formation of a thin fibrous capsule was observed in the tissues adjacent to the scaffold implanted on the back of all animals, with collagenous fibers involving the implant. As for events occurring in animals' kidneys, lungs and liver, there were no harmful tissue alterations in these organs nor the presence of inflammatory process, hyperplasia, metaplasia, dysplasia or hemorrhage. A quantitative analysis of the bone repair process was performed using histomorphometry and cone beam computed tomography (CBCT). Results showed that the newly formed bone grew towards the center of the defects.Statistical analysis revealed that the total area of new bone formation was greater in experimental defects at 21, 60 and 120 days, showing a statistically significant difference. In tomographic analysis found that new bone formation is more likely to occur in experimental defects, but with no statistically significant difference. Considering tomographic analysis as a new method for the assessment of new bone formation, the data obtained from this assessment could not be correlated with those obtained from histomorphometric analysis. Therefore, it can be concluded that PCL scaffolds produced on an additive manufacturing machine are biocompatible, non-cytotoxic and bioresorbable products that promote osteoconduction. PCL showed great potential for clinical use in the treatment of bone defects by increasing bone área and seems to be an appropriate biomaterial to be used in other studies aiming to elucidate issues related to this topic. Additionally, CBCT does not seem to be a useful tool in the evaluation of new bone formation of rat calvaria, which means that histomorphometric analysis is still the most appropriate method.