Osteointegration of PLDLA/PCL blends : in vitro and in vivo study

Os polímeros bioreabsorvíveis apresentam grande potencial de uso biomédico, pois são geralmente, fáceis de processar e apresentam características mecânicas semelhantes aos dos materiais biológicos, como é o caso do poli(L-ácido lático) amplamente estudado nas últimas décadas. Uma maneira de modificar as propriedades de um homopolímero para aplicações ortopédicas é a obtenção de blendas, visando melhorar suas propriedades comparando-se aos polímeros puros. Contudo, esse trabalho tem por objetivo: 1 ) avaliar a degradação in vitro das blendas de PLDLA/PCL, nas proporções 100/0, 90/10, 80/20 e 70/30 e caracterizá-las através de análises de MEV, DSC, GPC e ensaio mecânico antes e após degradação das amostras em tampão fosfato. 2) realizar o estudo in vivo. Os resultados in vitro, revelaram que até o período de 180 dias, todos os materiais estudados (PLDLA/PCL) nas composições 100/0, 90/10, 80/20 e 70/30, a partir das análises de DSC, MEV e ensaio mecânico apresentaram discretos sinais de degradação, e após o período de 180 dias todos os materiais apresentavam se degradados. Das análises realizadas, o GPC foi a mais sensível, ou seja, embora se verifique perda de massa molar, as propriedades térmicas são estáveis, o mesmo pode ser obervados nas análises de DSC. As propriedades mecânicas das blendas não apresentaram alterações significativas até 180 dias de degradação, revelando que a blenda torna-se mais elástica e menos frágil com a adição de PCL. As análises de MEV reveleram uma discreta degradação da blenda 70/30 em 180 dias e completa degradação de todas as amostras após 220 dias. A partir do estudo in vitro, escolheu-se as blendas (PLDLA/PCL) 100/0 e 70/30 para o estudo in vivo. Os resultados revelaram que o grau de organização tecidual se estabeleceu em função do período de implante. Até o período de 180 dias não houve diferença in vivo relevante entre os pinos de PLDLA puro e da blenda PLDLA/PCL (70/30). Nesse experimento os cortes histológicos revelaram ausência de células inflamatórias e reações de corpo estranho na interface óssea em períodos mais longos de implantes. Foi predominante a presença de células ósteo-progenitoras povoando a interface por tecido mineralizado ao redor dos polímeros.Bioreabsorbable polymers present great potential in biomedical applications, because they are usually, easy to process and they present a similar biological mechanical characteristics, as it is the case of poly(L- lactic acid) very studied in the last decades. A way to modify the properties of a homopolymer for orthopedic applications is obtention of blends, aiming to improve their properties compared to the pure polymers. The aim of this study was: 1) to evaluate the in vitro degradation of PLDLA/PCL blends, in the 100/0, 90/10, 80/20 and 70/30 compositions and to characterize them by SEM, DSC, GPC analyses and mechanical properties before and after degradation process phosphate buffer. 2) to accomplish the in vivo study. The in vitro results by DSC, SEM and mechanical properties until 180 days, for all the blends, presented a discreet degradation signals, and after this period, all the materials presented degraded. GPC analyses, was the most sensitive compared with others, in other words, although loss of molar mass was verified, the thermal properties are stable. The same behavior was seen in DSC analyses. The mechanical properties of blends did not present significant modifications up to 180 days of degradation, showing that with the largest addition of PCL, the blends became more elastic and less fragile. SEM analyses showed a discreet degradation of 70/30 blends in 180 days and complete degradation process for all the blends after 220 days. Based in in vitro study the 100/0 and 70/30 blends were chosen to be implanted. The results revealed that the degree of tissue organization was function of implanted time. Until the 180 days of implantation there was not differentiates relevant in vivo between pure PLDLA and the 70/30 blends. In that experiment the histological cuts revealed absence of inflammatory cells and foreign body cells reaction in the bone interface in longer periods of implants. It was predominant the ósteo-progenitors cells populating the interface, surrounded by mineralized tissue around of polymers