Glucosamine hydrochloride and N-acetylglucosamine influence the response of bovine chondrocytes to TGF-B/IGF and compressive loading in a three-dimensional tissue culture

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2019.A cartilagem articular é um tecido com baixo potencial de regeneração e as lesões desse tecido apresentam alta prevalência. Em estágios iniciais, a suplementação dietética com glucosamina, um monossacarídeo presente na própria matriz cartilaginosa, é frequentemente prescrita. A Glucosamina, metabolizada nas vias de biossíntese de hexosamina, pode ser usada para a síntese de proteoglicanos da matriz extracelular. Em estágios avançados da lesão, as técnicas de engenharia de cartilagem tem sido aplicadas. Destas técnicas, a mais recente, chamada de implante autólogo de condrócitos assistido por matriz, consiste em semear os condrócitos em uma matriz tridimensional (3D) com o objetivo de estimular a proliferação celular e a síntese de matriz extracelular em uma fase in vitro antes do implante no local da lesão. Para estimular o desenvolvimento cartilaginoso, fatores de crescimento (GF) e estimulos mecânicos têm sido utilizados. No entanto, a influência da suplementação de glucosamina acoplada a GF e estímulos mecânicos ainda é incerta. A hipótese é que a glucosamina, assim como a hiperglicemia, pode inibir a ação da GF. Por outro lado, a aplicação de estímulos mecânicos pode aumentar o metabolismo e a necessidade de nutrientes como a glucosamina para sobrevivência e síntese da matriz extracelular. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a influência do cloridrato de glucosamina (GlcN.HCl) e N-acetilglucosamina (GlcNAc) na resposta de condrócitos bovinos cultivados em uma estrutura de quitosana submetida à estimulação do fator transformador de crescimento beta 3 (TGF-ß3 ) e fator de crescimento semelhante à insulina um (IGF-I) e compressão mecânica dinâmica. Primeiro, realizou-se um experimento em monocamada para avaliar a influência de GlcN.HCl e GlcNAc no TGF-3 / IGF-I em cultura de curta duração. Os resultados mostraram que a adição de 1 mM de GlcN.HCl inibiu a proliferação de condrócitos em cultura em monocamada, enquanto que a GlcNAc estimulou o metabolismo de condrócitos. Em 30 dias de cultura 3D sem carga compressiva dinâmica e GF, GlcN.HCl e GlcNAc não melhoraram a proliferação celular e a síntese de proteoglicanos. Quando o GF foi adicionado, ambas as glucosaminas melhoram a proliferação celular e a síntese de matriz em comparação com o GF sozinho. Este efeito, no entanto, foi mais pronunciado com a suplementação de GlcNAc. A adição de carga inibiu significativamente o efeito estimulatório do GF. A suplementação com GlcN.HCl e GlcNAc mais GF reverteu o efeito deletério da carga de compressão. Portanto, GlcN.HCl e GlcNAc são um aliado crítico para estimular a condrogênese e devem ser adicionados à fase in vitro da engenharia de tecidos. Dentre as moléculas, o GlcNAc é uma opção melhor.Abstract : The articular cartilage is a tissue with low regeneration potential and the lesions of this tissue have a high prevalence. In initial stages, dietary supplementation with glucosamine, a monosacarid present in the cartilaginous matrix itself, is often prescribed. Glucosamine when metabolized in the biosynthesis pathways of hexosamine can be used for the synthesis of proteoglycan of the extracellular matrix. In advanced stages of the lesion, cartilage engineering techniques have been applied. The most recent technique, called matrix-assisted autologous chondrocyte implant, consist in seed chondrocytes in a three-dimentional (3D) scaffold to stimulate cell proliferation and matrix synthesis in an in vitro phase before implantation in the lesion site. To stimulate cartilaginous development, growth factors (GF) and mechanical stimulants have been used in these phase. However, the influence of glucosamine supplementation coupled with GF and mechanic stimuls is still uncertain. The hypothesis is that glucosamine, as well as hyperglycemia, can inhibit the action of GF. On the other hand, the application of mechanical stimulates can increase metabolism and the need for nutrients such as glucosamine for survival and synthesis of extracellular matrix. The main objective of this work was to evaluate the influence of glucosamine Hydrochlorate (GlcN.HCl) and N-acetylglucosamine (GlcNAc) in the response of bovine chondrocytes cultivated in a chitosan scaffold submitted to stimulation of transforming growth factor beta 3 (TGF-ß3) and insulin-like growth factor one (IGF-I) and dynamic mechanical compression. First, a monolayer experiment was performed to assess the influence of GlcN.HCl and GlcNAc on TGF-ß3/IGF-I in short-time culture. The results showed that the addition of 1 mM GlcN.HCl inhibited the proliferation of chondrocytres in monolayer culture, while GlcNAc stimulated the metabolism of chondrocytes. In 30 days of 3D culture without dynamic compressive loading and GF, GlcN.HCl and GlcNAc did not improve the cell proliferation and proteoglycan synthesis. When GF were added, both glucosamines improve the cell proliferation and matrix synthesis compared to GF alone. This effect, however, was more pronounced with GlcNAc supplementation. The addition of loading significantly inhibited the stimulatory effect of GF. The supplementation with GlcN.HCl and GlcNAc plus GF reverted the deleterious effect of compression loading. Therefore, GlcN.HCl and GlcNAc are a critical ally to stimulate chondrogenesis and should be added to in vitro phase of tissue engineering. Between them, GlcNAc is a better option

O EFEITO DO EXERCÍCIO SOBRE A ESTABILIDADE ANTERIOR DO JOELHO

OBJETIVO: O objetivo do presente trabalho foi verificar na literatura os efeitos do exercício na estabilidade anterior do joelho. MÉTODO: Foi realizada busca no portal de periódicos da CAPES e pelo sistema comutação bibliográfica, sendo incluídos somente artigos em língua inglesa publicados no período de 1980 a 2007. RESULTADO: Os estudos analisados demonstraram que exercícios como corrida, cicloergômetro, voleibol, basquetebol, esqui, movimentos com mudanças bruscas de direção ou ziguezague são capazes de provocar um aumento momentâneo do deslocamento anterior da tíbia. Contudo, este resultado não foi evidenciado após a natação, exercício de extensão do joelho, e agachamento. CONCLUSÃO: O exercício pode provocar aumento da incursão anterior do joelho. Este aumento na incursão anterior é relatado em alguns trabalhos como passageiro, uma vez que a estabilidade retorna ao normal após período de recuperação

Biomechanical performance of Bio Cross-Pin and EndoButton for ACL reconstruction at femoral side: a porcine model

Abstract Introduction The method of graft fixation is critical in anterior cruciate ligament (ACL) reconstruction surgery. Success of surgery is totally dependent on the ability of the implant to secure the graft inside the bone tunnel until complete graft integration. The principle of EndoButton is based on the cortical suspension of the graft. The Cross-Pin is based on graft expansion. The aim of this study was to evaluate the biomechanical performance of EndoButton and Bio Cross-Pin to fix the hamstring graft at femoral side of porcine knee joints and evaluate whether they are able to support of loading applied on graft during immediate post-operative tasks. Methods Fourteen ACL reconstructions were carried out in porcine femurs fixing superficial flexor tendons with Titanium EndoButton (n = 7) and with 6 × 50 mm HA/PLLA Bio Cross-Pin (n = 7). A cyclic loading test was applied with 50-250 N of tensile force at 1 Hz for 1000 cycles. The displacement was measured at 20, 100, 500 and 1000 load cycles to quantify the slippage of the graft during the test. Single-cycle load-to-failure test was performed at 50 N/mm to measure fixation strength. Results The laxity during cyclic loading and the displacement to failure during single-cycle test were lower for the Bio Cross-Pin fixation (8.21 ± 1.72 mm) than the EndoButton (11.20 ± 2.00 mm). The Bio Cross-Pin (112.22 ± 21.20 N.mm–1) was significantly stiffer than the EndoButton fixation (60.50 ±10.38 N.mm–1). There was no significant difference between Bio Cross-Pin (failure loading: 758.29 ± 188.05 N; yield loading: 713.67 ± 192.56 N) and EndoButton strength (failure loading: 672.52 ± 66.56 N; yield loading: 599.91 ± 59.64 N). Both are able to support the immediate post-operative loading applied (445 N). Conclusion The results obtained in this experiment indicate that the Bio Cross-Pin technique promote stiffer fixation during cyclic loading as compared with EndoButton. Both techniques are able to support the immediate post-operative loading applied

Achados em ressonância magnética artrográfica de indivíduos com lesão do labrum acetabular Magnetic resonance arthrographic findings in subjects with acetabular labral tears

OBJETIVO: Descrever os achados em artro RM de sujeitos com suspeita de lesão do labrum acetabular. MÉTODO: Foram analisadas 108 artro RM de quadris em 2007/2008. Dois radiologistas independentemente analisaram as imagens e foi considerada a resposta comum entre eles. Com base em seus pareceres observou-se o local e estadiamento das lesões labrais e condrais, as alterações anatômicas, e a presença de tendinite e bursite trocantérica. RESULTADO: As lesões labrais grau I ocorreram em 41% dos casos, grau II em 31%, e grau III em 29%. O IFA tipo cam foi frequente em 36% dos casos, tipo pincer em 11%, e IFA misto em 13%, nestes casos 57% apresentaram lesão labral grau III, A lesão condral grau I foi observada em 51% acetábulos, as de grau II em 13%, e grau III em 18%. CONCLUSÃO: As alterações morfológicas que provocam IFA do tipo cam foram as mais prevalentes. Em relação ao grau de lesão labral e condral foram predominantes as lesões grau I independente da presença ou do tipo de IFA, exceto em IFAs mistos onde houve predomínio de lesão labral grau III. Não foi observada uma relação entre o grau de lesão labral e condral.<br>OBJECTIVE: To describe the MR arthrographic findings in subjects with suspected acetabular labral tears of the hip. METHOD: 108 hip MRa results were analyzed in 2007-2008. Two radiologists independently interpreted the images, and the consensual answers between them were considered for analysis. Based on their opinions, information was obtained on the location, staging of the chondral and labral lesions, anatomic alterations, and the presence of trochanteric bursitis and tendonitis. RESULTS: 1st degree labral lesions occurred in 41% of cases, 2nd degree in 31%, and 3rd degree in 29%. The cam type FAI was common in 36% of cases, pincer FAI in 11%, and mixed cam-pincer FAI in 13%; in these cases 57% had grade III labral lesions. 1st degree chondral lesions were observed in 51% of acetabulum, 2nd degree in 13%, and 3rd degree in 18%. CONCLUSION: The morphologic alterations that cause cam type FAI were the most common. With respect to the degree of labral and chondral lesions, 1st degree lesions were the most common, irrespective of the presence or type of FAI, except in mixed cam-pincer FAIs, in which 3rd degree lesions were predominant. No relationship was observed between the degree of labral and chondral lesion