colagénio tipo 1
2.8.8.3 glicosaminoglicanos
tal como matrizes de colagénio tipo I, as que consistem em colagénio/glicosaminglicanos foram estudadas numa variedade de experiências. A maioria das matrizes são interligadas, o que atrasa a reabsorção e preserva a integridade do andaime durante mais tempo (Pieper et al., 2000b). A utilização ou não da linagem cruzada depende, portanto, da aplicação e do tempo considerado necessário para que o andaime ou o revestimento permaneçam in situ. Especialmente para revestimentos isso reduz a necessidade de uni-las, como a preservação de um a três dimensões, estrutura porosa não é um problema aqui, e a maioria dos experimentos indicam que o efeito dos revestimentos é relativamente cedo.
entre os glicosaminoglicanos, o ácido hialurónico ocupa uma posição um pouco separada. Devido ao seu estado não satisfatório, há pouca interacção com factores de crescimento ou outros componentes ECM; o principal efeito da Hia é através do seu tamanho (Ver também Secção 2.8.3). Existem algumas aplicações como um substituto dérmico, onde membranas de colagénio/Hia mostraram ter uma boa compatibilidade e baixa irritabilidade (Koller et al., 2000), mas na maioria dos casos os GAGs sulfatados foram usados.Se as GAGs são combinadas com matrizes de colágeno, há uma variedade de efeitos, tais como influenciar o processo de inflamação e resposta do corpo estranho, uma observação que tem sido relatada repetidamente. Nos ratos, tanto a CS como a HS em associação com o colagénio ajudam a geração de novo tecido hospedeiro com apenas uma resposta inflamatória transitória e uma reacção corporal estranha reduzida (Pieper et al. A actividade dos macrófagos foi significativamente reduzida em torno do revestimento de colagénio/CS de titânio (Rammelt et al., 2007).
na integração óssea de implantes, incluindo GAGs também levou a resultados positivos, embora se possa esperar que os mecanismos sejam um pouco diferentes. Verificou-se consistentemente que os revestimentos de colagénio/CS produzem um maior volume ósseo e um maior contacto com o implante ósseo do que o colagénio isolado para implantes de titânio tanto na mandíbula juvenil como no adulto do minipig (Stadlinger et al., 2008c); novamente estes efeitos estavam na fase inicial e estabilizaram após 2 meses (Stadlinger et al., 2009). Curiosamente, o torque de extração de implantes de colagénio/CS na tíbia ovina estava na região de revestimentos de hidroxilapatite (1153 vs 1088 Nmm para colagénio/CS) e mais elevado do que o colagénio (900 Nmm), apesar do facto de, após 2 meses, as diferenças na aposição óssea já não serem significativas (Ferguson et al., 2008).Revestimentos de colagénio com sHyA de baixo teor de enxofre também aumentaram significativamente a densidade do volume ósseo em comparação com o controlo não revestido após 8 semanas de cicatrização submersa .; curiosamente, um aumento do grau de sulfatação GAG (sHA altamente sulfatada) não mostrou um aumento comparável (Stadlinger et al., 2012). Obviamente, os baixos níveis de sulfatação dos derivados CS e sHyA são benéficos para a formação óssea peri-implante, enquanto um grau de sulfação mais elevado tem um efeito prejudicial. No entanto, os efeitos precisos do colagénio-CS e do colagénio-sHyA in vivo ainda não são elucidados e requerem investigações adicionais.
a nível celular, tanto para o colagénio como ainda mais para o colagénio / CS, verificou-se um aparecimento mais rápido de tipos de células relevantes em comparação com implantes não revestidos, grelhados, e a diferenciação osteoblástica, bem como a actividade osteoblástica, aumentou tanto em torno do colagénio (Sverzut et al., 2012) e collagen / CS (Rammelt et al., 2007). Isto resulta num aumento significativo da remodelação óssea nas fases iniciais da cicatrização óssea, o que se reflecte no contacto do implante ósseo após 4 semanas: 89% para o colagénio/CS, 76% para o colagénio e 62% para os implantes não revestidos (Rammelt et al., 2006). Adicionalmente, a actividade dos macrófagos e osteoclastos foi significativamente reduzida em torno dos revestimentos de colagénio/CS num modelo de rato, o que concorda com as observações feitas nos estudos angiogénicos (Rammelt et al., 2007). O impacto da topografia superficial e do modelo animal é ilustrado pelo fato de que na mandíbula foxhound, para amostras de titânio engatado e ácido, o contato com o implante ósseo foi melhorado por revestimentos de colagénio/CS em ambos os casos, mas as diferenças foram significativas apenas para as superfícies maquinadas (Schliephake et al., 2009).
a utilização de factores de crescimento na regeneração tecidular deu origem ao desenvolvimento de uma série de portadores, mas uma desvantagem significativa continua a ser o facto de terem de ser utilizadas quantidades muito elevadas de factores de crescimento para atingir os efeitos desejados. Quantidades menores que podem ser obtidas por imobilização adsorvida por exemplo BMP – 2 a revestimentos de colagénio muitas vezes não têm efeito significativo in vivo (Schliephake et al., 2005), embora os resultados da cultura celular tenham sido promissores. Este é certamente um aspecto onde a inclusão de componentes de matriz que são conhecidos por interagir com fatores de crescimento pode ser de uso, e gycosaminoglicanos têm sido descritos para interagir com fatores de crescimento. O uso de matrizes que incluem estes componentes para aumentar a capacidade de revestimentos aECM para ligar e entregar fatores de crescimento é, portanto, uma abordagem lógica. Para o osso, A maior parte do interesse se concentra nos BMPs; bmp-2 e BMP-4 são conhecidos por induzir a formação óssea quando liberados de portadores como fezes de colagénio in vivo. Usando a alta BMP valores que são necessários para induzir uma resposta (estes geralmente na faixa de µg), colagénio/heparina matrizes melhorar a BMP-induzida osteoblastos diferenciação não apenas in vitro, mas também in vivo, o mecanismo de, possivelmente, ser a protecção dos fatores de crescimento de degradação, e uma inibição da BMP antagonistas (Zhao et al., 2006). Para quantidades de BMP mais baixas que poderiam ser imobilizadas em revestimentos bidimensionais de implantes de titânio, a situação é diferente. Aqui ou nenhum efeito BMP pode ser visto (Schliephake et al., 2009), ou um prejudicial. Na mandíbula do minipig, o contacto com o implante ósseo para o colagénio/CS foi de 40%, mas para o colagénio/CS/BMP-4 apenas 27% (Stadlinger et al., 2007, 2008b). Isto indica que, para utilizar a gama completa de potencial aECM pode oferecer, ainda muito precisa ser aprendido sobre como os componentes ECM e fatores solúveis interagem entre si, bem como com as células e proteínas do tecido hospedeiro no processo de cura.Outro aspecto é a angiogênese. GAGs têm sido descritos para desempenhar um papel na indução e promoção, algo de primordial importância, especialmente em construções tridimensionais. Aqui biomateriais são de interesse que podem codificar pistas matricelulares que regulam e melhoram a progressão vascular, reproduzindo a interação natural existente entre Matrizes, células e fatores angiogênicos. Num modelo de rato, as matrizes de colagénio tanto com HS como heparina mostraram uma angiogénese melhorada sobre o colagénio isolado (Pieper et al., 2000b; Steffens et al., 2004), o inconveniente é que este aumento da vascularização foi apenas na periferia e provavelmente transitório (Pieper et al., 2002). Isto poderia ser superado pela adição de fatores de crescimento: VEGF increased further the angiogenic potential of collagen/heparina matrices (Steffens et al., 2004), e bFGF em combinação com colagénio/HS resultou em andaimes que permaneceram vascularizados em toda a matriz durante um período de implantação de 10 semanas. Além disso, revelaram uma resposta tecidular intensa e prolongada e promoveram consideravelmente a geração de novos tecidos (Pieper et al., 2002). O fato mais interessante aqui é que a adição de bFGF à matriz de colágeno teve o mesmo efeito transitório e periférico que a matriz colágeno/HS sem o Fator de crescimento, indicando que não só o HS afeta diretamente a angiogênese, mas que ele pode trabalhar sinergisticamente com o bFGF. Incluindo HyA específicas de localização da matriz pode ser de maior interesse, como o aumento HyA no colágeno andaimes de obras em uma forma de oposição a SH e a heparina, a inibição da germinação, e a combinação pode, assim, ser utilizado para direcionar o navio crescimento (Borselli et al., 2007).
