In vitro study of the biological response of titanium implants coated with hydroxyapatite microdomains

Abstract

[EN] Implant dentistry has become an important event for people. However, waiting times of processes associated witch this surgery are still long. Nowadays it affects investigate by this way, finding ways to deal with these implants, whether dental, trauma surgery, etc., which can accelerate osseointegration. This project aims to study how it can affect a coating with hydroxyapatite microdomains dental implants in adhesion, cell proliferation and differentiation. In several studies this coating has been deposited from the proposal of Kokubo on polymers and cellulose, corroborating that facilitates the adhesion and cell proliferation. Once studied the times of hydroxyapatite coating on the material used in this work, based on titanium alloy (Ti6Al4V), four times of coating for subsequent assays were determined: 96, 192 and 288 hours and time control (uncoated). Dental pulp mesenchymal cells where seeded on these surfaces, and adhesion, cell proliferation and differentiation were studies using histological techniques (DAPI, eosin staining and rhodamine phalloidin staining); cellular morphology from images taken by scanning

electron microscope was also determined. For adhesion, cell culture time was 6 hours, resulting in shorter times than hydroxyapatite coating (96 hours), the adhesion of cells on the coated titanium alloy was important. To study cell proliferation, a 7 days culture was performed. The cells tended to detach from the surface of the coating over time, and those that had been deposited on “cauliflower” hydroxyapatite, proliferated in them, forming large cell clusters. Finally, it was preferred not cause differentiation, but if studied hydroxyapatite itself allowed differentiation of the plated cells to osteoblasts. The cell culture was maintained 15 days, but the results showed no differentiation.

[ES] La implantología dental se ha convertido en un hecho importante para las personas. No obstante, los tiempos de espera de los procesos que conlleva esta cirugía aún son largos. Hoy en día se incide en investigar por esta vía, encontrándose formas para tratar estos implantes, ya sean dentales, para cirugía traumática, etc., que puedan acelerar su osteointegración. Este proyecto pretende estudiar cómo puede afectar un recubrimiento con microdominios de hidroxiapatita sobre implantes dentales en la adhesión, proliferación y diferenciación celulares. Se ha visto en bibliografía que la hidroxiapatita es osteoinductiva. En diversos estudios se ha depositado a partir de la propuesta de Kokubo sobre polímeros y celulosa, corroborándose que facilita la adhesión y proliferación celulares. Una vez estudiados los tiempos de recubrimiento de hidroxiapatita sobre el material utilizado en este trabajo, una aleación basada en titanio (Ti6Al4V), se determinaron cuatro tiempos de recubrimiento para los ensayos posteriores: 96, 192 y 288 horas y un tiempo control (sin recubrimiento). Se sembraron células mesenquimales de pulpa dentaria sobre estas superficies y se estudiaron la adhesión, proliferación y diferenciación celulares, a partir de técnicas histológicas (DAPI, tinción por eosina y tinción por rodamina faloidina); también se determinó la morfología celular a partir de imágenes tomadas al microscopio electrónico de barrido. Para la adhesión, el tiempo de cultivo celular fue de 6 horas, obteniéndose como resultado que a tiempos cortos de recubrimiento con hidroxiapatita (96 horas), la adhesión de las células sobre la aleación de titanio recubierta era importante. Para estudiar la proliferación celular, se realizó un cultivo de 7 días. Las células tendían a despegarse de la superficie del recubrimiento a lo largo del tiempo, y aquéllas que se habían depositado sobre las “coliflores” de hidroxiapatita, proliferaban en ellas, formándose grandes cúmulos celulares o clusters. Finalmente, se prefirió no provocar la diferenciación, sino estudiar si la hidroxiapatita por sí misma permitía la diferenciación de las células sembradas a osteoblastos. El cultivo celular se mantuvo 15 días, pero los resultados obtenidos no demostraron una diferenciación celular.

[CA] La implantologia dental ha esdevingut un fet important per a les persones. No obstant, els temps d’espera dels processos que porta esta cirurgia encara són llargs. Hui en dia s’incideix en investigar per esta via, trobant-se formes de tractar estos implants, ja siguen dentals, per a cirurgia traumàtica, etc., que poden accelerar la seua osteointegració. Este projecte pretén estudiar com pot afectar un recobriment amb microdominis d’hidroxiapatita sobre els implants dentals en l’adhesió, proliferació i diferenciació cel·lulars. S’ha vist a bibliografia que la hidroxiapatita és osteoinductiva. En diversos estudis s’ha depositat a partir de la proposta de Kokubo sobre polímers i cel·lulosa, corroborant-se que facilita l’adhesió i proliferació cel·lulars. Una vegada estudiats els temps de recobriment d’hidroxiapatita sobre el material utilitzat en este treball, una aleació basada en titani (Ti6Al4V), es varen determinar quatre temps de recobriment per als assajos posteriors: 96, 192 i 288 hores i un temps control (sense recobriment). Es varen sembrar cèl·lules mesenquimals de pulpa dentària sobre estes superfícies i es varen estudiar l’adhesió, proliferació i diferenciació cel·lulars, a partir de tècniques histològiques (DAPI, tinció amb eosina i tinció per rodamina faloidina); també es va determinar la morfologia cel·lular a partir d’imatges preses al microscopi electrònic de rastreig. Per a l’adhesió, el temps de cultiu cel·lular va ser de 6 hores, obtenint-se com resultat que a temps curts de recobriment amb hidroxiapatita (96 hores), l’adhesió de les cèl·lules sobre l’aleació de titani recoberta era important. Per a estudiar la proliferació cel·lular, es va realitzar un cultiu de 7 dies. Les cèl·lules tendien a desapegar-se de la superfície del recobriment al llarg del temps, i aquelles que s’havien depositat sobre les “coliflors” d’hidroxiapatita, proliferaven en elles, formant-se grans cúmuls cel·lulars o clusters. Finalment, es va preferir no provocar la diferenciació, sinó estudiar si la hidroxiapatita per si mateixa permetia la diferenciació de les cèl·lules sembrades a osteoblasts. El cultiu cel·lular es va mantindre 15 dies, però els resultats obtinguts no varen demostrar una diferenciació cel·lular.