Síntese e caracterização do óxido de grafeno funcionalizado com hialuronato de sódio e avaliação dos seus efeitos na cicatrização de defeitos ósseos em tibias de ratos

Abstract

Este estudo teve como objetivo sintetizar e caracterizar um nanohíbrido composto pelo óxido de grafeno (OG) funcionalizado com hialuronato de sódio (HY) (OG-HY), avaliar sua viabilidade celular in vitro e seu potencial osteogênico in vivo. O HY, o OG e o OG-HY foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de Raman, termogravimetria, infra-vermelho e difração de raios-X. Estudo in vitro foi realizado com os biomateriais em diferentes concentrações, nos períodos de 48 e 72 horas, para avaliar a viabilidade celular de células MC3T3-E1 e a atividade da fosfatase alcalina, por meio dos ensaios usando 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide (MTT) e do kit de bromo-4-cloro-3-indolil fosfato (BCIP), sal de nitro-blue tetrazólio (NBT), respectivamente. No estudo in vivo, os grupos experimentais foram: Controle (coágulo), HY 1%, OG (50, 100 e 200 μg/mL) e OG-HY (50, 100 e 200 μg/mL) e a unidade amostral foi um "defeito ósseo" criado em cada tíbia de ratos Wistar. Os "defeitos ósseos" criados foram preenchidos, aleatoriamente, por coágulo e pelos demais biomateriais. O cálculo amostral determinou um n=5 para cada grupo experimental e portanto, foram utilizados 40 animais. Após 7 e 14 dias dos procedimentos cirúrgicos, os animais foram eutanasiados e análises histomorfométricas foram realizadas para avaliar a capacidade osteogênica dos biomateriais. A expressão do fator de crescimento do endotélio vascular (VEGF) foi avaliada por imunohistoquímica. As caracterizações dos biomateriais constataram a formação do nanohíbrido (OG-HY), representado pela funcionalização do OG com HY e concentração de 5 μg/mL do OG-HY não alterou a viabilidade das células MC3T3-E1 nem estimularam a atividade da fosfatase alcalina (p˃0,05). Após 7 dias de cirurgia, o OG-HY a 100 μg/mL foi capaz de acelerar significativamente o reparo ósseo em tíbias de ratos, quando comparado ao grupo controle (p˂0,001) e foi possível observar uma expressão de VEGF significativamente menor, também, quando comparado ao controle (p=0,0223). Esses achados mostraram que o nanohíbrido OG-HY foi capaz de acelerar a cicatrização óssea in vivo e sugerem este nanomaterial como candidato para aplicações em engenharia tecidual óssea.