Castor oil polyurethane containing silica nanoparticles as filling material of bone defect in rats

Abstract

OBJETIVO: Avaliar o comportamento biológico do polímero de mamona contendo nanopartículas de sílica como substituto ósseo. MÉTODOS: Vinte e sete rattus norvergicus albinus, Wistar foram submetidos a defeito ósseo preenchido com polímero de mamona. Foram formados três grupos experimentais, com nove ratos cada: (1) Polímero com carbonato de cálcio; (2) Polímero com carbonato de cálcio dopado com 5% de nanopartículas de sílica; (3) Polímero com carbonato de cálcio dopado com 10% de nanopartículas de sílica; três animais de cada grupo foram submetidos à eutanásia 15, 30 e 60 dias após o procedimento experimental e os fêmures removidos e submetidos à avaliação histológica. RESULTADOS: Houve crescimento ósseo em todos os grupos estudados, com maior tendência de crescimento no grupo contendo polímero de mamona acrescido apenas por carbonato de cálcio. Aos 30 dias, todos os grupos apresentaram resultados semelhantes. Aos 60 dias, notou-se maior presença de fibroblastos, osteoblastos, osteócitos e osteoclastos no grupo 3, com persistência da atividade integrada dos três tipos de células envolvidas no processo de ativação-reabsorção-formação óssea. CONCLUSÕES: O polímero de mamona associado com nanopartículas de sílica é biocompatível e permite a osteocondução. A presença de células osteoprogenitoras nos implantes contendo 10% de sílica indica sua capacidade osteoindutora.

ABSTACT - PURPOSE: To evaluate the biologic behavior of the castor polymer containing silica nanoparticles as a bone substitute in diafisary defect. METHODS: Twenty seven male rattus norvegicus albinus wistar lineage were submitted to bone defect filled with castor oil polymer. Three experimental groups had been formed with nine animals each: (1) castor oil polymer containing only calcium carbonate; (2) castor oil polymer with calcium carbonate and doped with 5% of silica nanoparticles; (3) castor polymer with calcium carbonate doped with 10% of silica nanoparticles; 3 animals of each group were submitted to euthanasia 15, 30 and 60 days after experimental procedure, and their femurs were removed to histological evaluation. RESULTS: there was bone growth in all the studied groups, with a greater tendency of growth in the group 1. After 30 days all the groups presented similar results. After 60 days a greater amount of fibroblasts, osteoblasts, osteocytes and osteoclasts in group 3 was observed, with integrated activity of 3 kinds of cells involved in the bone activation-reabsorption-formation. CONCLUSIONS: The castor polymer associated to the silica nanoparticles is biocompatible and allows osteoconduction. The presence of osteoprogenitors cells suggests silica osteoinduction capacity.