Evaluation of biocompatibility and bioactivity of collagen polyanionic membranes mineralized and crosslinked in animal models.

O objetivo desse estudo foi avaliar membranas de colÃgeno polianiÃnico (CPA) reticuladas e impregnadas com hidroxiapatita, manufaturadas pelo Departamento de FÃsica da Universidade Federal do CearÃ. Dividiu-se o trabalho em 2 etapas, onde inicialmente avaliou-se a biocompatibilidade e a biodegradaÃÃo de 6 diferentes membranas de CPA, divididas nos seguintes grupos: trÃs com 0, 25 e 75 ciclos de impregnaÃÃo com hidroxiapatita (CPA, CPA 25, CPA 75) e mais trÃs cujas membranas foram reticuladas com glutaraldeÃdo (GA) (CPA GA, CPA 25GA, CPA 75GA) inseridas em tecido subcutÃneo de ratos. AnÃlises histopatolÃgicas do infiltrado inflamatÃrio, atividade de mieloperoxidase (MPO), dosagem de citocinas, espessura de cÃpsula fibrosa, imunohistoquÃmica para metaloproteinase e biodegradaÃÃo das membranas foram avaliadas apÃs 1, 7, 15, 30, 60 e 120 dias. Posteriormente, avaliou-se o efeito das 3 melhores membranas na regeneraÃÃo Ãssea guiada usando defeito Ãsseo crÃtico em calvÃria de ratos (DOC), onde as membranas foram posicionadas sobre o defeito. FormaÃÃo Ãssea foi avaliada com base na radiografia digital (RD), tomografia computadorizada (TC) e anÃlise histolÃgica, 24 horas, 4, 8 e 12 semanas apÃs o procedimento cirÃrgico. MPO e dosagem de citocinas foram realizadas apÃs 24 horas. No subcutÃneo, as membranas reticuladas com GA mostraram espessa cÃpsula fibrosa e menor reaÃÃo inflamatÃria permanecendo intactas apÃs 120 dias. No modelo de regeneraÃÃo Ãssea em calvÃria de ratos, apÃs 12 semanas, os grupos CPA GA e CPA 25GA apresentaram reduÃÃo significativa da Ãrea radiolÃcida quando comparadas ao grupo basal. A anÃlise histolÃgica mostrou que nos grupos CPA GA e CPA 25GA as membranas ainda estavam intactas, envolvidas por uma espessa cÃpsula fibrosa e as membranas do grupo CPA 75GA apresentaram inÃcio de reabsorÃÃo. NÃo foi encontrada diferenÃa estatÃstica entre os grupos quanto a atividade MPO e citocina IL-1β. ConcluÃmos que as membranas reticuladas mostraram-se mais biocompatÃveis e se mantiveram livre de biodegradaÃÃo no perÃodo de observaÃÃo. Essas membranas induziram o fechamento dos defeitos Ãsseos e nÃo induziram reaÃÃo inflamatÃria. A impregnaÃÃo de hidroxiapatita nÃo acelerou a cicatrizaÃÃo do defeito cirÃrgico. Nossos resultados sugerem que as membranas de CPA reticuladas poderÃo ser Ãteis nos processos em que a formaÃÃo de um novo osso depende de uma duraÃÃo mais prolongada da barreira mecÃnica.The aim of this study was to evaluate polyanionic collagen (PAC) membranes reticulated and impregnated with hydroxyapatite, manufactured by the Physics Department, Federal University of CearÃ. This study was divided into two stages, initially it was evaluated the biocompatibility and biodegradation of six different membranes of PAC, divided into the following groups: three with 0, 25 and 75 cycles of impregnation with apatite (PAC, PAC 25, PAC 75 ) and three more whose membranes were crosslinked with glutaraldehyde (GA) (GA PAC, PAC 25GA, PAC 75GA) inserted into the subcutaneous tissue of rats. Histopathological analyzes of inflammatory infiltration, myeloperoxidase activity (MPO), cytokine, thickness of fibrous capsule, immunohistochemistry for metalloproteinase and degradation of the membranes were evaluated after 1, 7, 15, 30, 60 and 120 days. Subsequently, it was evaluated the effect of the three best membranes in guided bone regeneration using bone critical defects in rat calvaria (DOC), where the membranes were placed over the defect. Bone formation was evaluated based on digital radiography (DR), computed tomography (CT) and histological analysis, 24 hours, 4, 8 and 12 weeks after surgery. MPO and cytokine were performed after 24 hours. In the subcutaneous tissue, the membranes crosslinked with GA showed thick fibrous capsule, less inflammatory reaction and remained intact after 120 days. In the bone regeneration model in rat calvaria, after 12 weeks, PAC GA and PAC 25GA groups showed significant reduction in radiolucent area compared to the baseline group. Histological analysis showed that in PAC GA and PAC 25GA groups, membranes were still intact, surrounded by a thick fibrous capsule and in PAC 75GA group, membranes showed early resorption. There was no statistical difference between groups in MPO activity and IL-1β. We conclude that the crosslinked membranes were more biocompatible and remained free from degradation during the observation period. These membranes induced closure of bone defects and did not induce inflammatory reaction. The impregnation of hydroxyapatite did not accelerate the healing of surgical defect. Our results suggest that the crosslinked membranes CPA may be useful in cases where new bone formation is dependent on a longer duration of mechanical barrier