Avaliação biológica de compósitos de polímeros biodegradáveis em uma matriz de biocerâmica com adição de tetraciclina

by Pataro, Andre Luiz

Biocerâmicas de fosfato de cálcio (BC) e polímeros biodegradáveis, compósitos, reconstrução óssea, tetraciclina biocerâmica têm se mostrado materiais interessantes para a engenharia de tecidos óssea. As biocerâmicas de fosfato de cálcio apresentam características físico-químicas e arquitetônicas importantes que possibilitam respostas biológicas como osteocondutividade e osteoindutividade intrínseca. Por outro lado, os polímeros biodegradáveis têm sido utilizados como andaimes na engenharia de tecidos, principalmente pela cinética previsível de biodegradação e plasticidade. No entanto, a formação de compósitos parece otimizar a resposta biológica reparadora. Todavia, a tetraciclina apresenta propriedades farmacológicas e biológicas favoráveis para a reconstrução óssea, como antibiótico de amplo espectro, atividade anticolagenásica, inibição de reabsorção de osso, ação antiinflamatória e uma habilidade para promover a adsorção de fibroblastos e tecido conectivo em superfícies radiculares. Os objetivos desse trabalho foram avaliar a influência da associação de polímeros biodegradáveis em uma matriz biocerâmica, adicionando-se ou não tetraciclina, mediante: (1) graus de citotoxicidade in vitro; (2) padrões de resposta inflamatória in vivo; (3) características da superfície dos biomateriais; e (4) padrões de degradação. Os compósitos foram preparados utilizando-se os polímeros biodegradáveis D,L Poli (�cido Lático-Glicólico) (PLGA) 50:50 ou D,L Poli (�cido Lático) (PLA) (Birminghan Polymers, Inc.) dispersos em uma matriz da biocerâmica Osteosynt® de granulometria 80x60 Mesh (Einco Biomaterial Ltda.), na proporção 1:3 p/p respectivamente, adicionando-se ou não cloridrato de tetraciclina (Merck) 0,01% p/p para os testes in vitro e 0,1% p/p para os testes in vivo. Os materiais foram conformados em pastilhas de aproximadamente 7mm de diâmetro sob pressão constante de 250 kg/m2 por 5 minutos e esterilizados por óxido de etileno. Estabeleceram-se os grupos teste: PLGA:BC, PLGA:BC + TCN, PLA:BC, PLA:BC + TCN e controle: BC, PLA, PLGA, tecido de animal apenas incisionado e tecido de animal hígido. Realizaram-se: (1) testes de citotoxicidade in vitro pelo contato direto dos mesmos com células de camundongo (fibroblastos tumorigênicos L-929) (ASTM F-813; ISO 10993-5) e testes de eluição a partir de extratos dos materiais (USP XXIII; ISO 10.993-5) assim como (2) resposta biológica in vivo através de análises macro e microscópicas (MO e MEV) após 1, 7, 13, 21, 28 e 56 dias de implantação dos materiais nos camundongos machos Swiss (aprovado pelo Comitê de �tica em Experimentação Animal da UFMG, parecer 014/04) (ISO 10993-6; MHW 1995). Os resultados mostram baixa citotoxicidade in vitro dos compósitos quando comparados aos controles, sendo que o compósito PLA:BC apresentou um índice resposta melhor que o PLA e a BC isoladamente. O compósito PLGA:BC apresentou baixa citotoxicidade, semelhantemente ao PLGA e à BC. In vivo, a maioria dos compósitos e dos controles apresentou um infiltrado inflamatório de leve a moderado com predomínio de PMNs do 1o ao 7o , a partir do qual se observou a presença de um infiltrado inflamatório mononuclear. A resposta tecidual ao compósito PLGA:BC exibiu um acúmulo moderado de células inflamatórias mononucleares por mais tempo. Em todos os grupos, ao 21o dia, o padrão de organização tecidual demonstrou-se próximo da normalidade. A adição de tetraciclina influenciou favoravelmente a resposta biológica dos materiais, apresentando menor grau de inflamação. A adsorção de células a partir do 1o dia de implantação, assim como angiogênese, foram verificadas microscopicamente por MEV e MO, sendo que a angiogênese foi observada também macroscopicamente. As superfícies dos materiais implantados apresentaram uma microestrutura semicristalina, com os grânulos de BC recobertos por uma fase contínua e plástica de polímero em íntimo contato com os mesmos. As pastilhas sofreram erosão, principalmente as formadas por PLGA, diminuindo a porção superficial de polímero com aumento da exposição das partículas de biocerâmica, as quais apresentaram-se com formato mais arredondado. A porosidade dos compósitos foi aumentando em relação ao tempo. Os materiais testados apresentaram biocompatibilidade aceitável, demonstrando baixos graus de citotoxicidade para os testes in vitro e uma resposta inflamatória aguda inicial in vivo, a qual diminuiu progressivamente. Os resultados in vivo corroboram os in vitro, de forma que possibilitam a continuação da avaliação da biocompatibilidade, como em sítios ortotrópicos de outros modelos animais e humanos. As propriedades de modelagem do compósito sugerem o seu possível uso como material para reposição óssea, embora maiores testes sejam necessários para a comprovação desses usos.