Biological interaction of polymeric bioactive membranes in rabbit tibial defects

O reparo de falhas ósseas tem sido motivo de preocupação e estudos em ortopedia. O enxerto esponjoso autógeno é consagrado e definido como padrão ouro, porém, o leito doador é limitado e a colheita pode causar grande morbidade. Tem sido proposto, ao longo dos anos, o uso de materiais naturais, sintéticos e fatores de crescimento com resultados promissores. O desenvolvimento de membranas e matrizes tridimensionais, baseado em biomateriais reabsorvíveis e biocompatíveis, tem demandado estudos voltados à síntese e avaliação. O objetivo do estudo foi avaliar o processo de reparação óssea por meio do uso de três polímeros bioativos em falhas ósseas em tíbias de coelhos. Foram estudados 48 coelhos machos, adultos jovens, distribuídos em quatro tempos experimentais (três, sete, 14 e 30 dias). Cada tíbia constituiu uma unidade experimental, de modo que foram confeccionados dois defeitos ósseos monocorticais em região proximal medial de cada tíbia. Cada tempo experimental contemplou quatro grupos: controle - sem adição de biomaterial; M1 - orifícios protegidos com Poli L Lactide co Policaprolactone / Poli Glicol Etilênico; M2 - Poli L Lactide co Policaprolactone / Poli Glicol Etilênico / Fosfato Tricálcico e M3 - Poli L Lactide co Policaprolactone / Poli Glicol Etilênico / nano Hidroxiapatita. Ao final de cada período os indivíduos foram submetidos à eutanásia e obtidos cortes histológicos das tíbias, corados com técnica de HE, TRAP e Masson. Foram feitas análises histomorfológicas descritivas e histomorfométricas, com mensuração do tecido ósseo neoformado, porcentagem da área de trabéculas ósseas, número de osteoclastos e porcentagem de trabéculas ósseas com osteoclastos. Os dados foram submetidos aos testes de Kruskal-Wallis e Mann-Whitney. Os resultados mostraram absorção incompleta da membrana e ausência de toxicidade. Para os períodos de 14 e 30 dias, o grupo controle exibiu matriz óssea no interior do defeito e nos grupos M1, M2 e M3, o calo ósseo formou-se no interior e em grande quantidade na superfície do defeito e no periósteo. Aos 30 dias, o grupo controle exibiu calo ósseo com maturação mais avançada que nos grupos com membranas. Aos 14 e 30 dias, a área de calo ósseo do grupo controle foi significativamente menor em relação aos grupos com membranas (p=0,001 e p=0,003 respectivamente). As lâminas dos grupos com membranas exibiram sinais de remodelação ativa tanto aos 14 como aos 30 dias, denotando o potencial osteoindutor e osteocondutor destes biomateriais. Aos 14 dias a neoformação óssea no grupo M3 (com nano-HA) foi superior ao M2 (com -TCP), o que pode indicar que o potencial osteoindutor e osteocondutor do material M3 foi superior ao M2 nesta fase da reparação. Os resultados permitiram concluir que apesar dos biomateriais testados no experimento estimularem a neoformação óssea, a remodelação foi mais tardia.Bone gap repairs are a major concern in orthopedics. Autologous cancelous bone graft is considered the golden standard technique, but donation site is limited and its grafting is related to greater morbidity. The use of natural and synthetic materials, as well as growth factors, has been proposed with promising outcomes. The development of membranes and tridimensional matrixes based in reabsorbable and biocompatible materials require more studies targeting their synthesis and evaluation. The aim of the present study was to evaluate the bone repair process using three osteoinductive polymers in circular bone gaps in rabbit\'s tibias. Fourty eight young adult male rabbits were divided into four experimental moments (three, seven, fourteen and thirty days). Each tibia was considered one experimental unit, in which two monocortical bone defects were made in the proximal medial region of the bone. Each experimental time was used in the following four groups: control - without biomaterial; M1 - defects protected with Poli L Lactide co Policaprolactone / Poly Ethylene Glycol; M2 - Poli L Lactide co Policaprolactone / Poly Ethylene Glycol / Tricalcium Phosphate and M3 - Poli L Lactide co Policaprolactone / Poly Ethylene Glycol / Hydroxyapatite. At the end of each period the animals were euthanized and histological sections were stained with HE, TRAP and Masson techniques. Histomorphologic and histomorphometric analysis were made and consisted in the measuring of new bone tissue formation, percentage of trabecular area, number of osteoclast and percentage of trabeculae with osteoclasts. Data were analyzed with Kruskal-Wallis and Mann-Whitney test. Results showed an incomplete absortion and no toxicity of membranes. At 14 and 30 days, control group showed bone callus in the defect, and groups M1, M2 and M3 showed bone callus in the defect and around the surface of the defect. At 30 days, the control group showed bone callus in a more mature phase in comparison to the groups with membranes. At 14 and 30 days, the bone callus area in the control group (p=0.001) was significantly smaller than the membrane groups (p=0.003). The groups with membranes exhibited signs of active remodeling at 14 and 30 days, demonstrating that the biomaterials have greater osteoinduction and osteoconduction potential. At 14 days, we found more bone formation in group M3 (nano-HA) relative to group M2 (-TCP), which may indicate that the osteoinductive / osteoconductive potentials of M3 in this bone repair phase was superior in relation to M2. The biomaterials tested in the study stimulate bone formation, but caused delayed in bone remodeling