Bacterial cellulose-based biomaterials on third-degree burns in rats

Burns are cutaneous lesions that present  high rate of morbidity and mortality worldwide. In order to innovate the treatment strategies currently applied new biomaterials are being investigated. The aim of the present study was to evaluate the action of bacterial cellulose in both membrane and gel form, in the treatment of third degree burns in rats. For this, 24 Wistar rats were used, divided into three distinct groups. The lesion was performed with the aid of a soldering iron heated at 150 °C pressed on the back of the animal for 10 seconds. Treatment was performed immediately after wound induction, and skin samples were collected on the tenth day post-injury. Statistical analysis was performed using a significance level of 5% (p?0.05). The histological results show differences in the healing process presented by each group. The group that received bacterial cellulose in the membrane format presented the best results, such as discrete inflammatory infiltrate and better morphological quality of the tissue, characterizing an advanced stage of the healing process, also proven in the collagen quantitative analysis. On the other hand, the group that received the cellulose gel showed characteristics of an inflammatory phase with the presence of evident ulcerations, which corresponds to a delay in the healing process even when compared to CG alone. Thus, it was concluded that before the biomaterials tested cellulose membrane in the format presented more favorable results both in terms of environmental protection as a contribution to an adequate tissue recovery.

Efeitos do laser de baixa intensidade e do Biosilicato® no reparo ósseo de ratas osteopênicas

Osteoporosis is a systemic skeletal disease characterized by low bone density and microarchitectural deterioration of bone tissue, with consequent increase of the risk of fractures. Frequently, the lower mineral density due to osteoporosis leads to a delay in fracture healing rates and bone repair quality. Within this context, biochemical and biophysical resources have been studied in an attempt to enhance bone consolidation. Two of the most promising treatments are the use of low level laser therapy (LLLT) and bioactive materials. Several studies suggest that both resources are able to stimulate osteoblast proliferation and osteogenesis at the fracture site, promoting a greater deposition of bone mass. Thus, two studies were performed with the aim of evaluating the effects of LLLT (Ga-Al-As, 830nm, 100mW), with the fluences of 60J/cm² and 120J/cm² and a bioactive ceramic (Biosilicate®), used alone or associated on consolidation of bone defects induced in the tibiae of osteopenic rats. A total of 60 female Wistar rats (12 weeks-old, ± 250g) were submitted to ovariectomy (OVX) and, sixty days after the induction, a bone defect was performed in both tibiae of all animals. The animals were randomly divided into six groups (n=10). In the first study, the effects of LLLT on the bone repair of osteopenic rats were evaluated in three groups: group bone defect control without any treatment (GC); group bone defect irradiated with LLLT, at 60J/cm² (GL60); and group bone defect irradiated with LLLT, at 120J/cm² (GL120). The animals were submitted to laser irradiation at a single point on the bone defect for seven sessions, on alternated days. In the laser treated groups, at both fluences, it was possible to observe a greater amount of new bone formation compared to the control. Birefringence analysis demonstrated that irradiated bone defects presented greater deposition and improved the structural organization of collagen fibers, mainly in the group treated with the laser, at 120J/cm². COX-2, CBFA-1 and VEGF immunoreactivity was detected in a similar manner either 60J/cm2 or 120J/cm2 fluences. However, no differences were observed in the biomechanical analysis. Therefore, the LLLT, at the two fluences used, improved the bone repair in the tibia of osteopenic rats. In the second study, the effects of Biosilicate® associated with LLLT on bone repair in osteopenic rats were analyzed in four groups: group bone defect control without any treatment (GC); group bone defect filled with Biosilicate® (GB); group bone defect filled with Biosilicate®, irradiated with LLLT, at 60J/cm2 (GBL60); and group bone defect filled with Biosilicate®, irradiated with LLLT, at 120J/cm2 (GBL120). Biosilicate® was used in the form of particles with granulometry of 180-212μm and the treated animals were irradiated with laser at a single point on the bone defect for seven sessions, on alternated days. The results demonstrated that the LLLT, with fluences of 60J/cm² and 120J/cm² stimulated the expression of COX-2 in the circumjacent cells of the biomaterial, increased of the collagen deposition and the biomechanical bone properties. Morphometric analysis revealed that the animals with bone defects filled with Biosilicate® and irradiated with laser, at 120J/cm² showed a higher amount of newly formed bone compared to the other groups. Thus, the LLLT, mainly in fluency 120J/cm² in contact with Biosilicate® improved the bone repair process in osteopenic rats. These findings are fundamental in elucidating the biological mechanisms involved in the repair of fractures with difficult consolidation, especially those associated with bone metabolic disease processes, such as osteoporosis.Financiadora de Estudos e ProjetosA osteoporose é uma doença esquelética sistêmica caracterizada por baixa densidade óssea e deterioração da microarquitetura do tecido ósseo, com consequente aumento do risco de fraturas. Fraturas de difícil consolidação são comumente encontradas em pacientes osteoporóticos com altos índices de morbidade e mortalidade. Dentro desse contexto, recursos biofísicos e bioquímicos têm sido estudados na tentativa de minimizar o tempo de consolidação óssea, destacando-se o uso da terapia laser de baixa intensidade (LLLT) e dos materiais bioativos. Vários estudos sugerem que ambos os recursos são capazes de estimular a proliferação de osteoblastos e a osteogênese no local da fratura, promovendo uma maior deposição de massa óssea, fundamental para o processo de consolidação. Diante disso, foram realizados dois estudos com o objetivo de verificar os efeitos da LLLT (Ga-Al-As, 830nm, 100mW), nas fluências de 60J/cm² e 120J/cm² e de uma vitrocerâmica bioativa (Biosilicato®), utilizados independentemente ou associados, na consolidação de defeitos ósseos induzidos em tíbias de ratas osteopênicas. Um total de 60 ratas da linhagem Wistar (12 semanas de idade, ± 250g) foram submetidas à ovarectomia (OVX) e, sessenta dias após a indução, foi realizado um defeito ósseo em ambas as tíbias de todos os animais, os quais foram distribuídos aleatoriamente em seis grupos com dez animais cada. No primeiro estudo, foram avaliados os efeitos da LLLT sobre o reparo ósseo de ratas osteopênicas, a partir de três grupos experimentais: grupo controle com defeito ósseo sem tratamento (GC); grupo defeito ósseo tratado com laser 60J/cm² (GL60) e grupo defeito ósseo tratado com laser 120J/cm² (GL120). Os animais foram submetidos à irradiação laser em um único ponto sobre o defeito ósseo por sete sessões, em dias alternados. Nos grupos tratados com laser, em ambas as fluências, foi evidenciada uma maior quantidade de osso neoformado comparado ao controle. A análise de birrefringência demonstrou que os defeitos ósseos irradiados apresentaram maior deposição e melhor organização estrutural das fibras colágenas, principalmente no grupo tratado com laser na fluência de 120J/cm². A imunorreatividade à COX-2, CBFA-1 e VEGF foi detectada de forma similar nas duas fluências utilizadas e na análise biomecânica não houve diferença estatística significativa entre os grupos. Portanto, a LLLT, nas duas fluências utilizadas, estimulou o reparo ósseo em tíbias de ratas osteopênicas. No segundo estudo, foram analisados os efeitos do Biosilicato® associado à LLLT no reparo ósseo de ratas osteopênicas, a partir de quatro grupos experimentais: grupo controle com defeito ósseo sem tratamento (GC); grupo defeito ósseo preenchido com Biosilicato® (GB); grupo defeito ósseo preenchido com Biosilicato® e irradiado com LLLT, com fluência de 60J/cm² (GBL60); e grupo defeito ósseo preenchido com Biosilicato® e irradiado com LLLT, com fluência de 120J/cm² (GBL120). O Biosilicato® foi utilizado na forma de partículas com granulometria de 180-212μm e os animais tratados com laser foram irradiados em um único ponto sobre o defeito ósseo por sete sessões, em dias alternados. Os resultados demonstraram que a LLLT, nas fluências de 60J/cm² e 120J/cm², estimulou a expressão de COX-2 nas células circunjacentes ao biomaterial, promoveu aumento na deposição de fibras colágenas e na resposta biomecânica. A análise morfométrica revelou que os animais com defeitos ósseos preenchidos com Biosilicato® e submetidos à irradiação laser com fluência de 120J/cm² apresentaram maior área de osso neoformado quando comparados aos animais dos demais grupos. Desse modo, a LLLT, principalmente na fluência de 120J/cm², associada à aplicação do Biosilicato®, favoreceu o processo de reparo ósseo em defeitos induzidos em tíbias de ratas osteopênicas. Tais resultados são fundamentais na elucidação dos mecanismos biológicos envolvidos no reparo de fraturas de difícil consolidação, em especial àquelas associadas a processos patológicos osteometabólicos, como a osteoporose

Low level laser therapy (670nm) on the viability of random skin flap in rats

Os retalhos cutâneos são amplamente utilizados na cirurgia plástica, principalmente na reparadora. Após o procedimento operatório, uma das principais complicações é a isquemia, podendo ocasionar a necrose do retalho. Vários recursos têm sido estudados com o intuito de aumentar a viabilidade desses retalhos. Dentre esses recursos, o laser de baixa intensidade é uma alternativa de tratamento, uma vez que pode promover um aumento da microcirculação e da neoformação vascular. Entretanto, existem discrepâncias na literatura em relação aos parâmetros empregados no uso do laser de baixa intensidade, principalmente das fluências utilizadas nos tratamentos. Este estudo teve como objetivo verificar o efeito de diferentes fluências do laser de 670nm, na viabilidade do retalho cutâneo randômico em ratos. Foram utilizados 100 ratos, da linhagem Wistar, distribuídos em 5 grupos de 20 animais cada. O retalho cutâneo randômico de base cranial foi realizado com dimensões de 10 X 4 cm e uma barreira plástica foi interposta entre o mesmo e o leito doador. O grupo 1 (controle) foi submetido à simulação de tratamento com o aparelho desligado. O grupo 2 foi submetido à radiação laser com fluência de 3 J/\'CM POT.2\'. Os grupos 3, 4 e 5 foram irradiados com fluências de 6 J/\'CM POT.2\', 12 J/\'CM POT.2\' e 24 J/\'CM POT.2\', respectivamente. Todos os grupos experimentais receberam a radiação laser imediatamente após o procedimento operatório e nos 4 dias subseqüentes, utilizando-se a técnica pontual em contato em 24 pontos distribuídos sobre e ao redor do retalho. No sétimo dia pós-operatório, as porcentagens da área de necrose dos retalhos foram avaliadas pelo método do gabarito de papel e também foi coletada uma amostra do retalho de 10 animais de cada grupo, escolhidos aleatoriamente, para a realização da contagem dos vasos sangüíneos. O grupo 1 apresentou média de área de necrose de 49,92%; o grupo 2 - 41,84%; o grupo 3 - 36,51%; o grupo 4 - 29,45% e o grupo 5 - 20,37%. Na contagem dos vasos, o grupo 1 obteve média de 65,2; o grupo 2 - 92,6; o grupo 3 - 105,5; o grupo 4 - 128,7 e o grupo 5 - 171,0. Na análise estatística, realizou-se a ANOVA, seguida do teste de comparações múltiplas de Tukey. Os resultados mostraram que todos os grupos experimentais apresentaram valores estatisticamente significativos comparados ao grupo controle, sendo que o grupo 5 apresentou a menor área de necrose e o maior número de vasos quando comparado aos demais grupos deste estudo (p < 0,01). O teste de correlação linear de Pearson indicou alta correlação negativa entre a porcentagem de necrose e o número de vasos dos retalhos (-0,972 / p = 0,0001). O laser de baixa intensidade (670nm) aplicado com fluência de 24 J/\'CM POT.2\' foi mais eficaz no aumento da viabilidade do retalho cutâneo randômico em ratos, comparado às outras fluências utilizadas neste estudo.Skin flaps are widely used in plastic surgery, mainly in repair surgeries. After this reconstructive procedure, one of the main consequences is the decrease of blood flow in the area, which can be responsible by tissue necrosis. In this context, a lot of studies have investigated treatments able to increase the viability of the flap and the low level laser therapy (LLLT) has been chosen as an efficient treatment to reduce post-injury inflammatory processes and to stimulate the formation of new blood vessels. However, the use of a wide range of fluences by different authors and the lack of standardized experimental conditions make it difficult to compare published results. The aim of this study was to investigate the dose-response effects of 670nm laser on the viability of random skin flap in rats. One hundred Wistar male rats were used in this study. The animals were divided into 5 groups: group 1 (control group); group 2 (treated with 3 J/\'CM POT.2\'); group 3 (treated with 6 J/\'CM POT.2\'); group 4 (treated with 12 J/\'CM POT.2\') and group 5 (treated with 24 J/\'CM POT.2\'). The skin flap was made on the back of all animals studied (dimensions: 10 x 4 cm) and before the sutures were done, a plastic sheet was interposed between the flap and the donor site. Laser irradiation was performed immediately after the surgery and on days 1, 2, 3 and 4 post-surgery. The irradiation was made punctually, on 24 points on the skin surface and around it. The percentage of the necrosis area of the flap was calculated by the paper template method at the day 7 postoperative. Moreover, a sample of the skin flaps was collected from 10 rats of each group, which were chosen aleatory, to performe the count of the blood vessels. The animals of all treated groups showed statistically significant differences when compared to the control group (necrosis area: 49, 92%). The necrosis area of the treated groups were 41,82% (group 2), 36,51% (group 3), 29,45% (group 4) and 20,37% (group 5). In the count of blood vessels, group 1 showed the mean of 65,2; group 2 - 92,6; group 3 - 105,5; group 4 - 128,7 and group 5 - 171,0. The ANOVA test, followed by the Tukey test, for multiple comparasions were used. The results showed that all experimental groups showed statistically lower values for the necrosis area compared to the control and a higher number of blood vessels in the skin flap. It can be observed that the best results were found in the animals of group 5 (p < 0,01). In addition, the Pearson coefficient showed a significant negative correlation between necrosis area and the number of vessels (-0,972 / p = 0,0001). This present study has demonstrated that the 670nm laser was efficient to increase the viability of the skin flap, at all fluences used, with a tendency of reaching better results at higher dosages (24 J/\'CM POT.2\')

EFEITO DA CORRENTE ELETROMAGNÉTICA DE ALTA FREQÜÊNCIA (MODO PULSADO) NO DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO EM RATOS

A diatermia por ondas curtas é comumente usada por fisioterapeutas, porém, efeitos colaterais deste tipo de tratamento podem sugerir diferentes alterações aos organismos submetidos às suas irradiações. O trabalho verificou a possibilidade da radiação eletromagnética (ondas curtas modo pulsado com freqüência de 30 Hz) em promover alterações no desenvolvimento embrionário em ratos, isolando a possibilidade da teratogenia causada pelo aquecimento (ondas curtas contínuo), uma vez que se utilizou dose de 4,8 W. Para tal utilizaram-se 10 ratas adultas (Rattus norvegicus albinus) da raça Wistar, das quais 5 formaram o grupo controle, que foi submetido à irradiação simulada, e 5 formaram o grupo experimental, o qual sofreu radiação por ondas curtas em uma única aplicação por um tempo de 10 minutos. Os fetos foram submetidos ao teste do reflexo de Galant para avaliar a existência de natimortos e na seqüência foram pesados individualmente. Posteriormente foram dissecados e foi realizada a pesagem úmida de seus respectivos órgãos. Em seguida, os órgãos foram desidratados e verificou-se o peso seco. Como resultado obtivemos 49 fetos no grupo controle e 50 no grupo irradiado, não havendo nenhum caso de natimorto em ambos os grupos. Após a análise dos resultados foi possível constatar que não houve alterações macroscópicas nos fetos irradiados pelas ondas curtas (modo pulsado) quando comparadas aos fetos do grupo controle, mas houve uma ligeira diminuição na massa corpórea dos descendentes do grupo experimental. Tais fatos nos permitem sugerir, a priori, que as ondas eletromagnéticas de alta freqüência aplicadas em modo pulsado com freqüências reduzidas, ou seja, quando não geradoras de calor, parece não serem responsáveis por alterações de origem teratogênica (sobre o desenvolvimento embrionário de ratos) quando analisadas sob o aspecto macroscópico, porém, podem intervir nas massas corporais dos descendentes

Effects of low-level laser therapy on the expression of osteogenic genes during the initial stages of bone healing in rats: a microarray analysis

This study evaluated the morphological changes produced by LLLT on the initial stages of bone healing and also studied the pathways that stimulate the expression of genes related to bone cell proliferation and differentiation. One hundred Wistar rats were divided into control and treated groups. Noncritical size bone defects were surgically created at the upper third of the tibia. Laser irradiation (Ga-Al-As laser 830 nm, 30 mW, 94 s, 2.8 J) was performed for 1, 2, 3, 5, and 7 sessions. Histopathology revealed that treated animals produced increased amount of newly formed bone at the site of the injury. Moreover, microarray analysis evidenced that LLLT produced a significant increase in the expression TGF-β, BMP, FGF, and RUNX-2 that could stimulate osteoblast proliferation and differentiation, which may be related to improving the deposition of newly formed bone at the site of the injury. Thus, it is possible to conclude that LLLT improves bone healing by producing a significant increase in the expression of osteogenic genes3023252333FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP2010/15335-0; 2013/08293-

The effects of a progressive loading exercise program on femoral physical properties and strength of osteopenic rats

Background: Many studies have shown that physical exercises are able to stimulate bone formation and increase bone mass, constituting a therapeutic modality to treat bone loss due to osteoporosis. However, some points about the intensity, duration and frequency of the exercises remain confusing and contradictory. Thus, the aim of this study was to determine the effects of a progressive loading exercise program on femur of osteopenic rats. To induce osteopenia we used the animal model of ovariectomy (OVX). Forty animals was studied and divided into 4 groups: sham-operated sedentary (SS); ovariectomy-sedentary (OS); sham-operated training (ST) and ovariectomy training (OT). The trained groups performed jumps into water: 4 series of 10 jumps each, with an overload of 50% to 80% of the animal's body weight, during 8 weeks. Femora were submitted to a physical properties evaluation, a biomechanical test, calcium and phosphorus content measurement and a morphometric histological evaluation. Results: osteopenic animals showed a decrease of bone strength and lower values of bone weights, bone density and calcium content. The exercised osteopenic rats showed higher values of geometrical, physical properties, bone strength and calcium content compared to controls. The results of the present study indicate that the progressive loading exercise program had stimulatory effects on femora of osteopenic rats. It seems that the intensity and duration of the protocol used produced bone structural adaptations, which contributed to reverse bone loss due to ovariectomy