Hidrogel associado a biovidro funcionalizado com ranelato de estrôncio: análise do sobrenadante in vitro

Abstract

A utilização de sistemas de liberação de fármacos para evitar complicações sistêmicas foi o enfoque do trabalho apresentado. O fármaco utilizado foi o ranelato de estrôncio (SrR), medicamento indicado para osteoporose que auxilia na prevenção de fraturas ósseas. Incorporou-se ao sistema biomateriais que estimulam a formação de tecido ósseo, como o hidrogel e o biovidro. O hidrogel é um material polimérico que possui alta capacidade de retenção de água e pode ser injetado no local da lesão, preenchendo o defeito ósseo. O biovidro é um material cerâmico que possui propriedades osteocondutoras e osteoindutoras, ou seja, favorece a adesão e a diferenciação de células ósseas. O biovidro foi funcionalizado com o fármaco por meio da rota sonoquímica e incorporado aos hidrogéis produzidos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a presença de citocinas, pró e anti-inflamatórias que participam da remodelação óssea, utilizando hidrogéis incorporados com partículas de biovidro funcionalizadas com medicamento sobre células mesenquimais in vitro. Foram preparados três tipos de materiais: hidrogel puro (HP), hidrogel com biovidro (HB) e hidrogel com biovidro funcionalizado com ranelato de estrôncio (HBR). Os materiais foram caracterizados por técnicas físico-químicas e biológicas, ensaio de viabilidade celular, ensaio de intumescimento e degradação. Foram realizados testes de cultura celular, utilizando células mesenquimais diferenciadas em osteoblastos, isoladas de fêmures de ratas ovariectomizadas. Os dados quantitativos foram submetidos ao teste de normalidade para a seleção do teste estatístico apropriado, com nível de significância de 5%. Os resultados mostraram que os materiais apresentaram boa interação entre os componentes, formando uma rede tridimensional porosa e homogênea. O ensaio de intumescimento e degradação mostrou a compatibilidade do hidrogel proposto para sistemas de ação local, curva de crescimento compatível com tempo de resposta celular. No teste ELISA evidenciou-se a presença das citocinas IL-1β, IL-6, IL-10 e IL-17, sua expressão nas células mesenquimais analisadas e sua possível influência na remodelação óssea.

The use of drug delivery systems to avoid systemic complications was the focus of the work presented. The drug used was strontium ranelate (SrR), a medication indicated for osteoporosis that helps prevent bone fractures. Biomaterials that stimulate the formation of bone tissue, such as hydrogel and bioglass, were incorporated into the system. The hydrogel is a polymeric material that has a high-water retention capacity and can be injected into the injury site, filling the bone defect. Bioglass is a ceramic material that has osteoconductive and osteoinductive properties, that is, it favors the adhesion and differentiation of bone cells. The bioglass was functionalized with the drug through the sonochemical route and incorporated into the hydrogels produced. The objective of this work was to evaluate the presence of pro- and anti-inflammatory cytokines that participate in bone remodeling, using hydrogels incorporated with bioglass particles functionalized with medication on mesenchymal cells in vitro. Three types of materials were prepared: pure hydrogel (HP), hydrogel with bioglass (HB) and hydrogel with bioglass functionalized with strontium ranelate (HBR). The materials were characterized by physicochemical and biological techniques, cell viability testing, swelling and degradation testing. Cell culture tests were carried out using mesenchymal cells differentiated into osteoblasts, isolated from the femurs of ovariectomized rats. Quantitative data were subjected to the normality test to select the appropriate statistical test, with a significance level of 5%. The results showed that the materials showed good interaction between the components, forming a porous and homogeneous three-dimensional network. The swelling and degradation test showed the compatibility of the proposed hydrogel for local action systems, a growth curve compatible with cellular response time. The ELISA test revealed the presence of the cytokines IL-1β, IL-6, IL-10 and IL-17, their lower expression in cells from ovariectomized animals and their possible influence on bone remodeling.