Estudo in vivo de caracterização da reacção inflamatória pós implantação de biomateriais à base de hidroxiapatite para aplicação em Medicina Dentária

Palavras-chave: Material sintético,Material xenógeno,Caracterização físico-química,Resposta inflamatória,Expressão genética

A inflamação, ou processo inflamatório, é uma reação do organismo a uma infeção/corpo estranho, ou lesão dos tecidos. Em caso de doentes com defeitos ósseos importantes resultantes de doença ou traumatismo, nos quais pretendemos prevenir problemas funcionais e estéticos, aliados à ausência de osso no complexo maxilo-facial, usam-se materiais de substituição óssea. Assim como acontece com a generalidade dos biomateriais, sabe-se que há uma panóplia de acontecimentos que ocorrem em consequência da implantação dos materiais de enxerto num organismo vivo. De entre estes acontecimentos, destaca-se a inflamação aguda e a inflamação crónica. O objetivo deste trabalho consistiu em estudar a reação inflamatória pós implantação muscular de dois materiais de substituição óssea: um xeno-enxerto de origem porcina (nome comercial Osteobiol Gen-Os®) e uma hidroxiapatite sintética (nome comercial Bonelike®), usados normalmente na clínica dentária. Efetuou-se uma avaliação histológica e de expressão genética, esta relativa ao número de transcritos de cinco genes alvo distintos, importantes no processo inflamatório (IL-1β, IL-6, TNF-α, CCL2 e CCL3). Previamente ao estudo in vivo da reação inflamatória, caracterizaram-se os materiais em termos de propriedades físico-químicas, uma vez que se sabe que essas propriedades influenciam de forma muito relevante a reação do sistema imunitário. Os biomateriais referidos foram caracterizados sob diversos pontos de vista: morfologia e distribuição do tamanho de partículas, área de superfície específica, de porosidade e tamanho de poros e densidade. A composição química e estrutura dos materiais foram estudadas por espetroscopia de infravermelhos (FTIR) e difração de raios X (XRD). Os materiais foram implantados nos músculos lombares de ratos Wistar e a resposta inflamatória foi avaliada através de análise histológica, uma semana (8 dias) após a implantação. Quanto à avaliação da expressão genética sistémica, procedeu-se à colheita de sangue no início da experiência e no momento da necropsia para todos os ratos, com o objetivo de avaliar alguns mediadores envolvidos na resposta inflamatória, neste caso específico os cinco genes alvo já referidos. A avaliação da expressão genética local foi realizada a partir do processamento de fragmentos musculares implantados com ambos os materiais separadamente. Os resultados mostraram que os dois enxertos são muito diferentes em praticamente todas as propriedades avaliadas. Enquanto o material xenógeno apresenta uma estrutura e uma composição similar à do osso natural, o material sintético é constituído por uma fase cristalina principal de hidroxiapatite e duas fases secundárias de fosfato tricálcio α- e β-. Os grânulos do material xenógeno, além de serem maiores, são irregulares e apresentam extremidades afiadas, enquanto os do material sintético são aproximadamente cilíndricos, com contornos arredondados e mais uniformes em tamanho. A resposta in vivo foi avaliada a partir dos infiltrados inflamatórios produzidos pelos materiais e revelou que, apesar de ambos os materiais não causarem inflamação grave, os grânulos do material sintético provocam uma reação inflamatória consistentemente mais intensa do que a desencadeada pelos grânulos do material xenógeno, particularmente no que diz respeito à produção de colagénio e formação de cápsula fibrosa. Relativamente à expressão genética, verificámos que os níveis de CCL2 e IL-1β se encontravam significativamente aumentados no sangue dos ratos implantados com o material sintético e com o material xenógeno, respetivamente. Os resultados para os níveis de transcritos de CCL3, IL-6 e TNF-α não mostraram diferenças estatisticamente significativas na análise sistémica. Na análise local, apresentam-se apenas resultados preliminares, mas os dados obtidos sugerem que o desempenho de ambos os materiais é semelhante, havendo maior produção de transcritos do que a nível sistémico, facto este que já era esperado. Os nossos resultados sugerem que os materiais de enxerto ósseo desencadeiam uma resposta sistémica por parte do hospedeiro, facto que é comprovado pelo aumento de mediadores inflamatórios no sangue periférico. O material sintético despoletou a formação de níveis significativamente mais elevados da expressão de CCL2, a quimiocina que ativa os macrófagos e que provoca uma polarização do sistema imunitário para Th2. O material xenógeno despoletou a formação de níveis mais elevados de expressão de IL-1β, citocina que é responsável pela ativação dos linfócitos. Desta forma parece haver uma resposta imunitária distinta para os dois biomateriais, em que cada um deles desencadeia a ativação de células com funções diferentes na resposta inflamatória. O material xenógeno, aos 8 dias, parece estar ainda numa fase inflamatória mais precoce do que acontece com o material sintético, durante o mesmo período temporal. Apesar de ter algumas limitações, este estudo é original e inovador e representa uma contribuição científica relevante na Medicina Dentária. Estudos como este podem trazer alguma luz para a compreensão da complexidade biológica e comportamento clínico dos substitutos ósseos.

Área científica: Ciências Médicas e da Saúde