Resumo: Cirurgias regenerativas que utilizam enxertos ósseos e seus substitutos são frequentemente incluídas no plano de tratamento de pacientes totalmente ou parcialmente edêntulos, quando a estrutura óssea não é suficiente em termos de qualidade e volume para a instalação satisfatória de implantes. Por isso, a engenharia de tecidos tem ganhado interesse crescente, com o desenvolvimento de novos scaffolds para regeneração óssea. Assim, este estudo in vitro teve como objetivo avaliar a biocompatibilidade e as propriedades indutoras osteogênicas de um scaffold composto por quitosana (Qt), colágeno tipo 1 (COL-1) e ácido hialurônico (AH). Dois grupos foram considerados usando células imortalizadas pré-osteoblásticas obtidas da calvária de camundongos (células MC3T3-E1) para cultura celular: 1) Grupo controle, onde as células foram cultivadas diretamente em placas de cultura, e 2) Grupo Qt+COL-1+AH, onde as células foram cultivadas diretamente no scaffold. A viabilidade celular foi avaliada usando o ensaio MTS (3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-5-(3-carboximetoxifenil)-2-(4-sulfofenil)-2H-tetrazólio); a capacidade de adesão e disseminação celular foi examinada por meio de análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV); a indução da formação de matriz mineralizada foi avaliada com o ensaio de coloração de vermelho de alizarina (AR-S); a maturação celular em um fenótipo osteoblástico foi medida pela quantificação da atividade da enzima fosfatase alcalina (ALP) e pela expressão gênica de Runx2 (Runt-related transcription factor) e Ocn (osteocalcina). Os resultados mostraram que as células permaneceram viáveis durante todo o ensaio MTS, no entanto, não houve diferenças estatisticamente significativas entre os grupos na viabilidade celular após 1, 3 e 5 dias de cultura, conforme determinado pelo ensaio MTS. A análise em MEV revelou a presença limitada de células no scaffold após 48 horas de carreamento celular, sugerindo que as células ainda estavam na fase de adesão, em vez de proliferar ativamente no biomaterial. Notavelmente, o grupo de scaffold exibiu um aumento significativo na formação de nódulos minerais em comparação com o grupo controle (p < 0,05) após 14 dias, e apresentou níveis mais baixos de ALP em comparação com o grupo controle após 7 e 10 dias. Os níveis de Runx2 foram significativamente aumentados nos dias 10 (em meio padrão) e 14 (em meio osteogênico) para o scaffold. Além disso, os níveis de RNA para o gene Ocn foram maiores no grupo de scaffolds nos dias 10 e 14, em ambos os meios de cultura. Dentro das limitações deste estudo, o scaffold composto de Qt, COL-1 e AH demonstrou potencial promissor para futuras abordagens para regeneração óssea. No entanto, melhorias adicionais são necessárias para aumentar a adesão celular e disseminação no scaffold Ver menos

Abstract: Guided regenerative surgeries using bone grafts and their substitutes are often included in the treatment plan of totally or partially edentulous patients, when the bone structure is not sufficient in terms of quality and volume for the implants to be installed satisfactorily. For that reason, tissue engineering has gained increasing interest, with the development of new scaffolds for bone regeneration. Thus, this in vitro study aimed to evaluate the biocompatibility and osteogenic inducing properties of a scaffold composed of chitosan (CH), collagen type 1 (COL-1), and hyaluronic acid (HA). Two groups were considered using pre-osteoblastic immortalized cells of a murine bone calvaria (MC3T3-E1 cells) for cell culture: 1) Control group, where cells were cultured directly on polystyrene plates, and 2) CH+COL-1+AH group, where cells were cultured in the scaffold. Cell viability was evaluated using the MTS assay (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium); cell adhesion and spreading capacity was examined through scanning electron microscopy analysis (SEM); the induction of mineralized matrix formation was evaluated with alizarin red staining (AR-S) assay; cell maturation into an osteoblastic phenotype was measured by the quantification of the activity of alkaline phosphatase enzyme (ALP), and by gene expression of Runx2 (Runt-related transcription factor) and Ocn (osteocalcin). Results showed that the cells remained viable throughtout the MTS assay, however, there were no statistically significant differences between the groups in cell viability after 1, 3, and 5 days of culture as determined by the MTS assay. SEM analysis revealed limited cell presence in the scaffold after 48 hours of loading, suggesting that the cells were still in the adhesion phase rather than actively proliferating on the biomaterial. Notably, the scaffold group exhibited a significant increase in mineral nodule formation compared to the control group (p < 0.05) after 14 days, and also displayed lower levels of ALP compared to the control group after 7 and 10 days. The levels of Runx2 were significantly upregulated at days 10 (in standard medium) and 14 (in osteogenic medium) for the scaffold. Furthermore, the levels of RNA for the Ocn gene were higher in the scaffold group at days 10 and 14, in both culture media. Within the limitations of this study, the scaffold composed of CH, COL-1, and HA demonstrated promising potential for future bone regenerative approaches. However, further improvements are necessary to enhance cell adhesion and spreading on the scaffold Ver menos