Considerações físico-químicas

Extra Graft XG-13®

As características físico-químicas e cristalográficas dos biomateriais irão determinar o comportamento das células osteogênicas, contribuindo para o sucesso e qualidade do novo osso formado4.

Sabe-se que o diâmetro médio ideal das partículas de fosfato de cálcio deve estar entre 200 e 500 um, e que partículas inferiores a 50 um podem induzir citotoxicidade9,18-20. Por outro lado, apesar da elevada proporção de macroporosidades aumentar a formação óssea, valores maiores que 50% podem levar à perda das propriedades mecânicas do biomaterial 21.

O EXTRA GRAFT XG-13® apresenta poros com diâmetro médio de 200-400 um, tamanho considerado ideal para seu funcionamento como suporte para a invasão vascular e indução de migração, adesão, proliferação e diferenciação de osteoblastos no interior dos poros9. Rodrigues e colaboradores demonstraram que o composto de colágeno e hidroxiapatita, presente no EXTRA GRAFT XG-13®, apresenta macroporosidade ideal, relacionada à interação das partículas de colágeno4. Adicionalmente, as interconexões entre os poros, observadas no EXTRA GRAFT XG-13®, são uma importante condição para que os eventos acima descritos ocorram21,22.

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Osteoblastos exibindo projeções citoplasmáticas fortemente aderidos à superfície da HA, 11 dias após semeados. (Rodrigues et al, 2003).

Fundamentos

Nas últimas décadas, a partir dos avanços da bioengenharia óssea tecidual, diferentes biomateriais foram desenvolvidos com o objetivo de funcionarem como arcabouço de matriz extracelular e permitirem neoformação óssea. Entretanto, para que possam ser utilizados clinicamente, diversas propriedades são necessárias a estes substitutos, tais como: bioatividade, osteocondução, osteoindução, biocompatibilidade, biodegradação, além de terem custos acessíveis e serem facilmente produzidos, moldados e estocados 6-9.A hidroxiapatita (HA), [Ca10(PO4)6(OH)2] é uma das biocerâmicas mais frequentemente utilizadas para reconstrução óssea e dentária 4. Possui excelente compatibilidade com tecido ósseo10 e alta osteocondutividade, o que a permite funcionar como arcabouço para formação óssea. Além disso, apresenta importante bioatividade (apesar de sua lenta taxa de degradação) 6,8,10-13, força mecânica e potencial osteoindutivo 6,13,14, não sendo antigênica nem citotóxica 1.

Adicionalmente, a hidroxiapatita é considerada um material bioativo que permite a osteointegração, pois forma um elo químico direto com o osso subjacente, sem a formação de tecido fibroso. Esta capacidade de se unir ao tecido ósseo é uma propriedade única da hidroxiapatita 14.

O colágeno, por sua vez, é a proteína mais abundante da porção orgânica do osso, desempenhando neste tecido papel fundamental na interação célula-matriz, e tendo atividade moduladora na proliferação, migração, diferenciação e expressão gênica específica das células. Além disso, é biocompatível, biodegradável e osteoindutor, agindo como sistema de liberação de proteínas morfogenéticas ósseas (BMPs) 15,16.

O colágeno extraído de pele ou tendão suíno ou bovino, com sua antigenicidade reduzida através de processamento químico, é considerado o padrão-ouro para os carreadores de BMPs 17. Quando associado a partículas de hidroxiapatita, formando um biocompósito, previne a dispersão da hidroxiapatita nos implantes, o que resulta em um biomaterial facilmente moldável 4.

Rodrigues e colaboradores demonstraram, ainda, que na combinação de colágeno tipo I e hidroxiapatita, ambos de origem de bovina, as ligações fracas dos grupos carbonato à hidroxiapatita têm o potencial de formar uma camada de carbonato-hidroxiapatita na superfície do biomaterial, o que é considerado fator importante nos processos de adesão, proliferação e diferenciação celular 4.

Rodrigues CVM, Serricella P, Linhares ABR, Guerdes RM, Borojevic R, Rossi MA, Duarte MEL, Farina M. Characterization of a bovine collagen-hydroxyapatite composite scaffold for bone tissue engineering. Biomaterials 2003; 24: 4987- 4997.
Produto registrado no Ministério da Saúde. Registro ANVISA nº.: 10328890004

 

HA_ME_MEV_HA_COLAGENO

Microscopia eletrônica de varredura dos grânulos de hidroxiapatita (A) e da matrix de colágeno tipo I – hidroxiapatita (B)