Published December 1, 2020 | Version v1
Publication Open

Gene expression, immunohistochemical and microarchitectural evaluation of bone formation around two implant surfaces placed in bone defects filled or not with bone substitute material

Creators

  • 1. Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Description

The aim of this study is to evaluate through gene expression, immunohistochemical and microtomographic (micro-CT) analysis the response of peri-implant bone tissue around titanium implants with different surface treatments, placed in bone defects filled or not with bone substitute materials. In addition, to investigate the hypothesis that porous-hydrophilic surface induces a faster bone formation.Twenty-six animals were divided into two groups according to implant surface treatment. In each tibia, a bone defect was created followed by the placement of one implant. On the left tibia, the defect was filled with blood clot (BC), and on the right tibia, the defect was filled with biphasic hydroxyapatite/β-tricalcium-phosphate (HA/TCP) generating four subgroups: BC-N: bone defect filled with blood clot and porous surface titanium implant installed; BC-A: bone defect filled with blood clot and porous-hydrophilic surface titanium implant installed; HA/TCP-N: bone defect filled with bone substitute material and porous surface titanium implant installed; and HA/TCP-A: bone defect filled with bone substitute material and porous-hydrophilic surface titanium implant installed. The animals were submitted to euthanasia at 15, 30, and 60 days after implant installation. The expression of two genes was evaluated: RUNX2 and BSP. Immunohistochemical analyses were performed for detection of RUNX2, OPN, OCN, OPG, and RANKL antibodies and bone matrix proteins. Finally, four parameters were chosen for micro-CT analysis: trabecular number, separation and thickness, and connectivity density.Descriptive analysis showed similar findings among the experimental groups. Moreover, porous-hydrophilic surfaces presented a higher expression of RUNX2, which is probably an indicative of better osteogenesis; although the data from this study may be considered an insufficient support for a concrete statement.Porous hydrophilic surface can improve and accelerate protein expression and bone formation.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الهدف من هذه الدراسة هو تقييم استجابة الأنسجة العظمية المحيطة بالزرع حول غرسات التيتانيوم بعلاجات سطحية مختلفة، موضوعة في عيوب عظمية مملوءة أو غير مملوءة بمواد بديلة للعظام، من خلال التعبير الجيني والتحليل الكيميائي المناعي والتصوير المقطعي الدقيق (micro - CT). بالإضافة إلى ذلك، للتحقيق في الفرضية القائلة بأن السطح المسامي المائي يحفز تكوين العظام بشكل أسرع. تم تقسيم ستة وعشرين حيوانًا إلى مجموعتين وفقًا للمعالجة السطحية للزرع. في كل ظنبوب، تم إنشاء عيب عظمي يليه وضع غرسة واحدة. على الظنبوب الأيسر، تم ملء العيب بجلطة دموية (BC)، وعلى الظنبوب الأيمن، تم ملء العيب بهيدروكسيباتيت ثنائي الطور/بيتا ترايسيوم فوسفات (HA/TCP) لتوليد أربع مجموعات فرعية: BC - N: عيب عظمي مملوء بجلطة دموية وزرع تيتانيوم سطحي مسامي ؛ BC - A: عيب عظمي مملوء بجلطة دموية وزرع تيتانيوم سطحي مسامي مسامي ؛ HA/TCP - N: عيب عظمي مملوء بمادة بديلة للعظام وزرع تيتانيوم سطحي مسامي مسامي ؛ و HA/TCP - A: عيب عظمي مملوء بمادة بديلة للعظام وزرع تيتانيوم سطحي مسامي مسامي مسامي. تم تقديم الحيوانات إلى القتل الرحيم بعد 15 و 30 و 60 يومًا من تركيب الغرسة. تم تقييم التعبير عن جينين: Runx2 و BSP. تم إجراء التحليلات الكيميائية الهيستولوجية المناعية للكشف عن الأجسام المضادة RUNX2 و OPN و OCN و OPG و RANKL وبروتينات مصفوفة العظام. أخيرًا، تم اختيار أربعة معايير لتحليل الأشعة المقطعية الدقيقة: العدد التربيقي، والفصل والسماكة، وكثافة الاتصال. أظهر التحليل الوصفي نتائج مماثلة بين المجموعات التجريبية. علاوة على ذلك، قدمت الأسطح المسامية المائية تعبيرًا أعلى عن Runx2، والذي ربما يكون مؤشراً على تكوين عظمي أفضل ؛ على الرغم من أن البيانات من هذه الدراسة قد تعتبر دعمًا غير كافٍ لبيان ملموس. يمكن للسطح المسامي المائي تحسين وتسريع تعبير البروتين وتكوين العظام.

Translated Description (French)

L'objectif de cette étude est d'évaluer par expression génique, analyse immunohistochimique et microtomographique (micro-CT) la réponse du tissu osseux péri-implantaire autour des implants en titane avec différents traitements de surface, placés dans des défauts osseux remplis ou non de matériaux de substitution osseuse. De plus, pour étudier l'hypothèse selon laquelle la surface poreuse-hydrophile induit une formation osseuse plus rapide, vingt-six animaux ont été divisés en deux groupes selon le traitement de surface de l'implant. Dans chaque tibia, un défaut osseux a été créé suivi de la mise en place d'un implant. Sur le tibia gauche, le défaut a été rempli de caillot sanguin (BC), et sur le tibia droit, le défaut a été rempli d'hydroxyapatite biphasique/β-tricalcium-phosphate (HA/TCP) générant quatre sous-groupes : BC-N : défaut osseux rempli de caillot sanguin et implant poreux en titane de surface installé ; BC-A : défaut osseux rempli de caillot sanguin et implant poreux-hydrophile en titane de surface installé ; HA/TCP-N : défaut osseux rempli de matériau de substitution osseuse et implant poreux en titane de surface installé ; et HA/TCP-A : défaut osseux rempli de matériau de substitution osseuse et implant poreux-hydrophile en titane de surface installé. Les animaux ont été soumis à l'euthanasie à 15, 30 et 60 jours après la pose de l'implant. L'expression de deux gènes a été évaluée : RUNX2 et BSP. Des analyses immunohistochimiques ont été effectuées pour la détection des anticorps RUNX2, OPN, OCN, OPG et RANKL et des protéines de la matrice osseuse. Enfin, quatre paramètres ont été choisis pour l'analyse micro-CT : le nombre trabéculaire, la séparation et l'épaisseur, et la densité de connectivité. L'analyse descriptive a montré des résultats similaires parmi les groupes expérimentaux. De plus, les surfaces poreuses-hydrophiles présentaient une expression plus élevée de RUNX2, ce qui est probablement un indicateur d'une meilleure ostéogenèse ; bien que les données de cette étude puissent être considérées comme un support insuffisant pour un énoncé concret. Une surface hydrophile poreuse peut améliorer et accélérer l'expression des protéines et la formation osseuse.

Translated Description (Spanish)

El objetivo de este estudio es evaluar mediante análisis de expresión génica, inmunohistoquímicos y microtomográficos (micro-CT) la respuesta del tejido óseo periimplantario alrededor de implantes de titanio con diferentes tratamientos superficiales, colocados en defectos óseos rellenos o no con materiales de sustitución ósea. Además, para investigar la hipótesis de que la superficie porosa-hidrófila induce una formación ósea más rápida. Veintiséis animales se dividieron en dos grupos de acuerdo con el tratamiento de la superficie del implante. En cada tibia, se creó un defecto óseo seguido de la colocación de un implante. En la tibia izquierda, el defecto se rellenó con coágulo de sangre (BC), y en la tibia derecha, el defecto se rellenó con hidroxiapatita bifásica/β-fosfato tricálcico (HA/TCP) generando cuatro subgrupos: BC-N: defecto óseo relleno con coágulo de sangre e implante de titanio de superficie porosa instalado; BC-A: defecto óseo relleno con coágulo de sangre e implante de titanio de superficie porosa-hidrófila instalado; HA/TCP-N: defecto óseo relleno con material sustituto óseo e implante de titanio de superficie porosa instalado; y HA/TCP-A: defecto óseo relleno con material sustituto óseo e implante de titanio de superficie porosa-hidrófila instalado. Los animales se sometieron a eutanasia a los 15, 30 y 60 días después de la instalación del implante. Se evaluó la expresión de dos genes: RUNX2 y BSP. Se realizaron análisis inmunohistoquímicos para la detección de anticuerpos RUNX2, OPN, OCN, OPG y RANKL y proteínas de la matriz ósea. Finalmente, se eligieron cuatro parámetros para el análisis de micro-CT: número trabecular, separación y espesor, y densidad de conectividad. El análisis descriptivo mostró hallazgos similares entre los grupos experimentales. Además, las superficies hidrofílicas porosas presentaron una mayor expresión de RUNX2, lo que probablemente sea un indicativo de una mejor osteogénesis; aunque los datos de este estudio pueden considerarse un soporte insuficiente para una afirmación concreta. La superficie hidrofílica porosa puede mejorar y acelerar la expresión de proteínas y la formación ósea.

Files

s40729-020-00279-7.pdf

Files (2.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:5da2c12fe2a4a27b03131f93285cf900
2.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التعبير الجيني، والتقييم الكيميائي المناعي والمعماري الدقيق لتكوين العظام حول سطحين مزروعين موضوعين في عيوب عظمية مملوءة أو غير مملوءة بمادة عظمية بديلة
Translated title (French)
Expression génique, évaluation immunohistochimique et microarchitecturale de la formation osseuse autour de deux surfaces d'implant placées dans des défauts osseux remplis ou non de matériau de substitution osseuse
Translated title (Spanish)
Evaluación de la expresión génica, inmunohistoquímica y microarquitectura de la formación ósea alrededor de dos superficies de implante colocadas en defectos óseos rellenos o no con material sustitutivo óseo

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3109870667
DOI
10.1186/s40729-020-00279-7

Is supplement to
https://openalex.org/W4206186875 (Other)
https://openalex.org/W2519784353 (Other)
https://openalex.org/W2507650084 (Other)
https://openalex.org/W2480464219 (Other)
https://openalex.org/W2423202560 (Other)
https://openalex.org/W2176597632 (Other)
https://openalex.org/W2162819666 (Other)
https://openalex.org/W2122914998 (Other)
https://openalex.org/W2001764992 (Other)
https://openalex.org/W1914206384 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W128115297
  • https://openalex.org/W1529851768
  • https://openalex.org/W1594038859
  • https://openalex.org/W1858310198
  • https://openalex.org/W1884298585
  • https://openalex.org/W1927111502
  • https://openalex.org/W1973834152
  • https://openalex.org/W1984447240
  • https://openalex.org/W1996620692
  • https://openalex.org/W2010278203
  • https://openalex.org/W2041287210
  • https://openalex.org/W2043691057
  • https://openalex.org/W2056128789
  • https://openalex.org/W2065718179
  • https://openalex.org/W2081869422
  • https://openalex.org/W2084776852
  • https://openalex.org/W2093374570
  • https://openalex.org/W2095032932
  • https://openalex.org/W2105882792
  • https://openalex.org/W2110482161
  • https://openalex.org/W2111582010
  • https://openalex.org/W2119130541
  • https://openalex.org/W2131350538
  • https://openalex.org/W2142820105
  • https://openalex.org/W2170687885
  • https://openalex.org/W2399870484
  • https://openalex.org/W2466404883
  • https://openalex.org/W2627064482
  • https://openalex.org/W2754505612
  • https://openalex.org/W2890051495