Análise do princípio osteoindutor do vidro bioativo incorporado na superfície de miniplacas pela técnica de anodização: estudo em ratas ovariectomizadas

Abstract

Este estudo teve como objetivo principal avaliar os efeitos do revestimento de biovidro via oxidação por plasma eletrolítico (PEO-BG) no reparo ósseo de fraturas femorais em ratas ovariectomizadas. Para isso, miniplacas de titânio comercialmente puro (Ticp) foram revestidas por vidro bioativo (~ 45.0 Si, 24.5 Ca, 24.5 Na, 6.0 P; m/v %) via PEO (500 V, 1000 Hz, ciclo de trabalho de 10%, 420 s). Inicialmente, caracterizações de superfície foram conduzidas. Em seguida, 12 ratas Wistar foram submetidas à ovariectomia bilateral. Após 90 dias, foram submetidas ao procedimento de osteotomia bilateral de fêmur e osteossíntese, de forma randomizada, com miniplacas revestidas pela superfície PEO-BG e miniplacas comercialmente disponíveis (grupo CONV), sendo uma em cada fêmur. Todos os animais foram eutanasiados aos 42 dias de pós-operatório, os fêmures foram coletados e destinados as análises de Microtomografia Computadorizada (Micro-CT), análise histológica e histométrica. Os resultados quantitativos foram submetidos a análise estatística considerando p<0,05. As caracterizações topográficas demonstraram para PEO-BG uma superfície com agregados irregulares, maior rugosidade média, maior área de superfície e maior molhabilidade. A análise das imagens 3D obtidas pela micro-ct demonstrou maior tendência ao completo reparo do “gap” para PEO-BG. A análise histométrica demonstrou neoformação óssea significativamente maior para PEO-BG (p<0,05). A avaliação qualitativa histológica constatou uma maturação óssea superior para PEO-BG, bem como menor quantidade de infiltrado inflamatório comparado ao grupo CONV. É possível concluir que o revestimento PEO-BG apresentou efeito de osteoindução, otimizando o reparo ósseo de fraturas femorais em ratas ovariectomizadas.

This study aimed to evaluate the effects of bioactive glass coating via electrolytic plasma oxidation (PEO-BG) on the bone repair of femoral fractures in ovariectomized rats. For this, commercially pure titanium miniplates (TiCP) were coated with bioactive glass (~ 45.0 Si, 24.5 Ca, 24.5 Na, 6.0 P; w/v %) via PEO (500 V, 1000 Hz, duty cycle of 10%, 420 s). Initially, surface characterizations were conducted. Next, 12 Wistar rats underwent bilateral ovariectomy. After 90 days, they underwent bilateral femoral osteotomy and osteosynthesis procedures, randomly assigned to receive either PEO-BG-coated miniplates or commercially available miniplates (CONV group), one on each femur. All animals were euthanized 42 days postoperatively, and the femurs were collected for Micro-CT analysis, histological, and histometric analysis. The quantitative results were subjected to statistical analysis considering p < 0.05. Topographical characterizations showed that PEO-BG exhibited a surface with irregular aggregates, higher average roughness, larger surface area, and greater wettability. Analysis of the 3D images obtained by micro-CT showed a greater tendency towards complete gap repair for PEO-BG. Histometric analysis demonstrated significantly greater bone neoformation for PEO-BG. Qualitative histological evaluation revealed superior bone maturation for PEO-BG, as well as a lower quantity of inflammatory infiltrate compared to CONV. Indeed, it can be concluded that the PEO-BG coating exhibited osteoinductive effects, optimizing the bone repair of femoral fractures in ovariectomized rats.