Physicochemical characterization of lyophilized Bovine bone grafts

Objetivo: Avaliar as características físico-químicas do enxerto bovino liofilizado manufaturado em escala semi-industrial (OrthoGen, Baumer S/A*) de acordo com protocolo previamente desenvolvido pelos autores. Métodos: A caracterização do enxerto de osso bovino liofilizado foi feita por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV), energy dispersive spectroscopy (EDS), difratometria de raios-X, análise por termogravimetria, análise de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e espectroscopia por infravermelho Fourier-transform (FT-IR). Resultados: Ca foi o principal componente (60%) encontrado nas amostras, seguido por P (28%) e O (5%). O tamanho médio (dp) dos poros foi 316μm (146,7), variando de 91,2 a 497,8μm, e 333,5μm (304,8), variando de 87,2 a 963,9μm com 50x e 150x magnificação, respectivamente. Picos de hidroxiapatita foram a 26ºC e 32ºC, e perda de massa foi observada entre 250ºC e 640ºC, correspondendo material orgânico e água. Duas transições de temperatura (45,67°C e 91,89°C) mostraram desnaturação de colágeno tipo I e desidratação da hidroxiapatita. Conclusão: A avaliação físico-química do enxerto de osso bovino liofilizado, de acordo com o protocolo desenvolvido em escala semi-industrial, confirma que este produto apresenta excelente biocompatibilidade, com características semelhantes ao osso in natura.Objective: To evaluate the physicochemical characteristics of lyophilized bovine grafts manufactured on a semi-industrial scale (Orthogen; Baumer S/A*) in accordance with a protocol previously developed by the authors. Methods: The lyophilized bovine bone grafts were characterized by means of scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray diffractometry (XRD), thermogravimetric (TG) analysis, differential exploratory scanning calorimetry (DSC) and Fourier-transform infrared (FT-IR) spectroscopy. Results: Ca was the main component (60%) found in the samples, followed by P (28%) and O (5%). The mean (sd) pore size was 316 μm (146.7), ranging from 91.2 to 497.8 μm, and 333.5 μm (304.8), ranging from 87.2 to 963.9 μm, at 50x and 150x magnification, respectively. The hydroxyapatite peaks were at 26°C and 32°C, and mass losses were observed between 250°C and 640°C, corresponding to organic material and water. Two temperature transitions (45.67°C and 91.89°C) showed denaturation of type 1 collagen and dehydration of hydroxyapatite. Conclusion: The physicochemical assessment of lyophilized bovine bone grafts in accordance with the protocol developed at semi-industrial scale confirmed that this product presents excellent biocompatibility, with characteristics similar to natural bone