Avaliação dos efeitos osteogênico, genotóxico e antimicrobiano de eludatos do AH Plus reforçados com nanohidroxiapatita isolada e funcionalizada com zinco
Nowadays, millions of endodontic treatments of caries and bacterial infections are performed. After pulp infection, all tissues from the root canals are removed, using adequate instrumentation, irrigation and antimicrobial substances. Apexification and obturation are then performed to complete th...
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| Autor principal: | |
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| Formato: | doctoralThesis |
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Brasil
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| Endereço do item: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28630 |
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Células-tronco Cimentos endodônticos Nanohidroxiapatita Diferenciação osteoblástica Genotoxicidade CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA Costa, Fábio Miguel dos Santos Avaliação dos efeitos osteogênico, genotóxico e antimicrobiano de eludatos do AH Plus reforçados com nanohidroxiapatita isolada e funcionalizada com zinco |
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Nowadays, millions of endodontic treatments of caries and bacterial
infections are performed. After pulp infection, all tissues from the root canals are
removed, using adequate instrumentation, irrigation and antimicrobial
substances. Apexification and obturation are then performed to complete the
three-dimensional sealing of the system with endodontic sealers that provide a
barrier to periapical tissues, preventing the development of a chronic
inflammatory process. Despite their clinical success, commercial sealers do not
meet the all the requirements of an ideal endodontic sealer, namely the induction
capacity of the periradicular regenerative process that requires the recruitment of
mesenchymal stem cells (MSC)/osteoblastic precursor cells and their
differentiation into osteoblasts for synthesis of the mineralized matrix. The
incorporation of hydroxyapatite (HAp), similar to the mineral phase of bone, into
dental materials begins to be a promising approach, to improve the mechanical
and biological characteristics of the product. The aim of this study was to verify
the osteogenic, genotoxic and antimicrobial effects of eluates of resin-based
endodontic cement (AH Plus) reinforced with two concentrations of
nanohydroxyapatite (NHAp) or nanohydroxyapatite functionalized with zinc
(NHAp-Zn3 and NHAp-Zn5). For this purpose, different cells were used: human
mesenchymal stem cells derived from Wharton’s jelly (hMSC-WJ) for
osteogenesis assays; CHO-K1 and FMM1 cells for genotoxic and oxidate stress
analysis; four bacterial and four fungal strains for antimicrobial studies. MTT
results showed that cells in the presence of NHAp, with and without zinc, had
reduced viability at 14 days, showing a growth arrest at 7 days. Two dilutions of
AH Plus were toxic, however, there was an excellent recovery of cell viability in
the presence of NHAp, with and without zinc, with only the most diluted eluate.
The mineralization assay, measured by the extracellular matrix staining by
Alizarin red and its quantification, showed that NHAp improves osteogenesis,
especially in the osteogenic medium, with NHAp-Zn3 in the lowest concentration
more effective than NHAp-Zn5. Regarding genotoxicity, the results of the
cytokinesis-block micronucleus (CBMN) assay showed no differences between
the cell lineages used, with an increase in the frequency of MN only for the most
diluted eluate alone and in conjunction with NHAp-Zn3 at the highest
concentration. The combination that presented the best osteogenic potential
(most diluted eluate of AH Plus with NHAp-Zn3 at the lowest concentration) and
the one recommended in the study did not lead to changes in the frequency of
micronuclei (MN), nuclear buds (NBud) and nucleoplasmic bridges (NPB).
Antimicrobial assays, with Gram positive and negative bacteria and in four
different fungi, were performed by the minimum inhibitory concentration (MIC)
method, where most combinations were bacteriostatic and fungistatic. All the
aforementioned results suggest that NHAp improves osteogenesis in in
osteogenic medium without showing genotoxicity indicating that they may be an
alternative for bone regeneration therapies in endodontic treatment. |
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Medeiros, Silvia Regina Batistuzzo de |
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Medeiros, Silvia Regina Batistuzzo de Costa, Fábio Miguel dos Santos |
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ri-123456789-286302020-03-22T07:46:22Z Avaliação dos efeitos osteogênico, genotóxico e antimicrobiano de eludatos do AH Plus reforçados com nanohidroxiapatita isolada e funcionalizada com zinco Costa, Fábio Miguel dos Santos Medeiros, Silvia Regina Batistuzzo de Barboza, Carlos Augusto Galvão Padilha, Francine Ferreira Maciel, Maria Aparecida Medeiros Moreira, Susana Margarida Gomes Células-tronco Cimentos endodônticos Nanohidroxiapatita Diferenciação osteoblástica Genotoxicidade CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA Nowadays, millions of endodontic treatments of caries and bacterial infections are performed. After pulp infection, all tissues from the root canals are removed, using adequate instrumentation, irrigation and antimicrobial substances. Apexification and obturation are then performed to complete the three-dimensional sealing of the system with endodontic sealers that provide a barrier to periapical tissues, preventing the development of a chronic inflammatory process. Despite their clinical success, commercial sealers do not meet the all the requirements of an ideal endodontic sealer, namely the induction capacity of the periradicular regenerative process that requires the recruitment of mesenchymal stem cells (MSC)/osteoblastic precursor cells and their differentiation into osteoblasts for synthesis of the mineralized matrix. The incorporation of hydroxyapatite (HAp), similar to the mineral phase of bone, into dental materials begins to be a promising approach, to improve the mechanical and biological characteristics of the product. The aim of this study was to verify the osteogenic, genotoxic and antimicrobial effects of eluates of resin-based endodontic cement (AH Plus) reinforced with two concentrations of nanohydroxyapatite (NHAp) or nanohydroxyapatite functionalized with zinc (NHAp-Zn3 and NHAp-Zn5). For this purpose, different cells were used: human mesenchymal stem cells derived from Wharton’s jelly (hMSC-WJ) for osteogenesis assays; CHO-K1 and FMM1 cells for genotoxic and oxidate stress analysis; four bacterial and four fungal strains for antimicrobial studies. MTT results showed that cells in the presence of NHAp, with and without zinc, had reduced viability at 14 days, showing a growth arrest at 7 days. Two dilutions of AH Plus were toxic, however, there was an excellent recovery of cell viability in the presence of NHAp, with and without zinc, with only the most diluted eluate. The mineralization assay, measured by the extracellular matrix staining by Alizarin red and its quantification, showed that NHAp improves osteogenesis, especially in the osteogenic medium, with NHAp-Zn3 in the lowest concentration more effective than NHAp-Zn5. Regarding genotoxicity, the results of the cytokinesis-block micronucleus (CBMN) assay showed no differences between the cell lineages used, with an increase in the frequency of MN only for the most diluted eluate alone and in conjunction with NHAp-Zn3 at the highest concentration. The combination that presented the best osteogenic potential (most diluted eluate of AH Plus with NHAp-Zn3 at the lowest concentration) and the one recommended in the study did not lead to changes in the frequency of micronuclei (MN), nuclear buds (NBud) and nucleoplasmic bridges (NPB). Antimicrobial assays, with Gram positive and negative bacteria and in four different fungi, were performed by the minimum inhibitory concentration (MIC) method, where most combinations were bacteriostatic and fungistatic. All the aforementioned results suggest that NHAp improves osteogenesis in in osteogenic medium without showing genotoxicity indicating that they may be an alternative for bone regeneration therapies in endodontic treatment. Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Anualmente, são realizados milhões de tratamentos endodônticos de cáries e infeções bacterianas. Após a infecção pulpar, são removidos todos os tecidos dos canais radiculares, utilizando instrumentação, irrigação e substâncias antimicrobianas adequadas. É também realizada a apicificação e a obturação com o selamento completo e tridimensional do sistema com cimentos endodônticos que fornecem uma barreira aos tecidos periapicais, de forma a prevenir o desenvolvimento de um processo inflamatório crônico. Apesar de permitirem sucesso clínico, os cimentos não preenchem os requisitos de um cimento endodôntico ideal, nomeadamente, a capacidade de indução do processo regenerativo perirradicular que requer o recrutamento de célulastronco mesenquimais (CTM)/células precursoras osteoblásticas e a sua diferenciação em osteoblastos para a síntese da matriz mineralizada. A incorporação de hidroxiapatita, semelhante à fase mineral do osso, em materiais dentários começa a ser uma abordagem promissora, para melhorar as características mecânicas e biológicas do produto. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o efeito osteogênico, genotóxico e antimicrobiano de eludatos do cimento endodôntico de base resinosa (AH Plus) reforçados com duas concentrações de nanopartículas de hidroxiapatita (NHAp) funcionalizadas ou não com zinco (NHAp-Zn3 e NHAp-Zn5). Para tanto, diferentes células foram utilizadas: células-tronco mesenquimais humanas da geleia de Wharton (CTMHGW) para os ensaios de osteogênese, as linhagens CHO-K1 e FMM1 para as análises genotóxicas e de estresse oxidativo bem como quatro cepas bacterianas e quatro fungos. As análises dos dados do ensaio do MTT mostraram que as células, na presença de NHAp, com ou sem zinco, tinham viabilidade reduzida em 14 dias, mostrando uma parada de crescimento em 7 dias. Duas diluições de AH Plus mostraram-se tóxicas, entretanto, houve uma excelente recuperação da viabilidade celular na presença de NHAp, com e sem zinco, apenas com o eludato mais diluido. O ensaio de mineralização, medido tanto pela coloração da matriz pelo vermelho de alizarina quanto pela sua quantificação, mostrou que as NHAp melhoram a osteogênese, sobretudo no meio indutor, sendo NHAp-Zn3 na menor concentração, mais eficaz que NHApZn5. Quanto à genotoxicidade, os resultados do ensaio de micronúcleo com bloqueio da citocinese (CBMN) não mostraram diferenças entre as linhagens utilizadas, havendo um aumento na frequencia de MN, apenas para o eludato mais diluído sozinho ou em conjunto com NHAp-Zn3 na maior concentração. A combinação que apresentou o melhor potencial osteogênico (eludato mais diluído com NHAp Zn3 na menor concentração) e a recomendada no trabalho, não levou a alteração na frequência de micronúcleos (MN), brotos (NBud) e pontes nucleoplasmáticas (NPB). Os ensaios antimicrobianos, com bactérias Gram positivas e negativas e em diferentes fungos, foram realizados pelo método da concentração inibitória mínima (CIM), em que a maioria das combinações se mostrou bacteriostática e fungistática. Todos os resultados em conjunto sugerem que as NHAp melhoram a osteogênese em meio indutor com ausência de genotoxicidade, indicando que podem ser uma alternativa para terapias de regeneração óssea no tratamento endodôntico. 2020-03-20T23:25:29Z 2020-03-20T23:25:29Z 2019-12-12 doctoralThesis COSTA, Fábio Miguel dos Santos. Avaliação dos efeitos osteogênico, genotóxico e antimicrobiano de eludatos do AH Plus reforçados com nanohidroxiapatita isolada e funcionalizada com zinco. 2019. 167f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28630 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOQUÍMICA |