Superfícies de Titânio Ativadas por Genes Promovem Osteogênese In Vitro


Objetivo: O titânio comercialmente puro (Ticp) e suas ligas possuem propriedades mecânicas e biológicas favoráveis para uso como implantes em Ortopedia e Odontologia. No entanto, ainda existem falhas na osseointegração e são comuns em indivíduos selecionados com fatores de risco, como fumo. Sendo assim, neste estudo, foi feita uma proposta para aumentar o potencial de osseointegração de discos de Ticp revestindo suas superfícies com nanoplexos incluindo polietilenoimina (PEI) e DNA plasmídico (DNAp), que codificam a proteína morfogenética óssea tipo 2 (BMP-2p). Materiais e Métodos: Os nanoplexos foram caracterizados por tamanho e carga superficial com uma gama de relações N/P (a razão molar de grupos amina de PEI para grupos fosfato no esqueleto de DNAp). Os discos de Ticp foram caracterizados pela superfície de morfologia e composição antes e depois do revestimento com nanoplexo usando microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (MFA), espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS) e difração de raios X de pó (XRD). A capacidade de citotoxicidade e transfecção de discos de Ticp revestidos com nanoplexos de proporções N/P variáveis nas células-tronco mesenquimais derivadas da medula óssea humana (CTMMO) foi medida através de ensaios MTS e citometria de fluxo, respectivamente. Resultados: Os discos de Ticp revestidos com nanoplexos preparados com uma relação N/P de 10 (N/P-10) foram considerados excelentes, resultando em 75% de viabilidade celular e 14% de eficiência de transfecção. Os resultados do ensaio de imunoabsorção enzimática demonstraram um aumento significativo na secreção de proteína de BMP-2 por CTMMO 7 dias pós-tratamento com nanoplexos de PEI/BMP-2p (N/P-10) em comparação com os controles, e os dados de PCR em tempo real demonstraram que as CTMMO tratadas com discos de Ticp revestidos com nanoplexo PEI/BMP-2p resultaram em um aprimoramento das expressões de genes Runx-2, fosfatase alcalina e osteocalcina no 7º dia pós-tratamento. Além disso, essas CTMMO demonstraram deposição de cálcio melhorada no 30º dia de pós-tratamento conforme determinado por ensaios qualitativos (pigmento vermelho de alizarina) e quantitativos (espectroscopia de absorção atômica). Conclusão: Pode-se concluir que os discos de Ticp revestidos com nanoplexo de PEI/BMP-2p (N/P-10) têm potencial para induzir osteogênese e melhorar a osseointegração.