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Objetivos: O presente estudo visou o desenvolvimento e caracterização físico-química de um hidrogel injetável composto por Laponita (LAP) e Xiloglucano (XG), bem como avaliação da citocompatibilidade e potencial bioativo em linhagens de osteoblastos murinos. Materiais e métodos: Trata-se de um estudo experimental in vitro, no qual foram formulados hidrogéis LAP/XG nas concentrações 2%, 3% e 4% (m/v%) para as análises físicas. A caracterização físico- química do hidrogel compreendeu os ensaios de injetabilidade (agulha 30G), estabilidade em solução aquosa de cloreto de cálcio (CaCl₂) a 37 °C e determinação do potencial Zeta. Para avaliação biológica, a linhagem de osteoblastos murinos (OFCOLL II) foi exposta a diferentes concentrações dos componentes isolados (LAP e XG) e compostos (LAP/XG) variando entre 0,03%, 0,3% e 3%, a fim de determinar a dose-resposta sobre a viabilidade (MTT) e proliferação celular (Ki67). A análise estatística foi realizada considerando nível de significância de 5% (p < 0,05). Resultados: A formulação a 3% de LAP/XG apresentou melhor desempenho mecânico, caracterizado por fluxo contínuo em agulha 30G e pressão de injeção de aproximadamente de 0,6 MPa. Em meio aquoso, o hidrogel apresentou aglutinação em CaCl₂, indicando estabilidade estrutural. Os ensaios biológicos revelaram que todas as variações testadas são citocompatíveis. A combinação LAP/XG a 0,03% (p=0,0244) promoveram um aumento significativo na atividade metabólica celular. A análise de Ki67 confirmou a progressão do ciclo celular em 24 h, com destaque para a concentração de 0,3% de LAP/XG que apresentaram intensidade de fluorescência significativamente superior ao controle (p<0,05). Conclusão: O hidrogel a 3% de LAP/XG atingiu os requisitos técnicos de injetabilidade e estabilidade, mostrando-se uma plataforma biocompatível e bioativa. Embora o estímulo biológico máximo (viabilidade e proliferação) tenha sido observado em concentrações mais diluídas dos componentes (0,03% e 0,3%), o hidrogel desenvolvido demonstrou ser um suporte seguro e citocompatível, com potencial de atuar na regeneração de tecido ósseo.
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ABSTRACT
Objective: The present study aimed to develop and characterize the physicochemical properties of an injectable hydrogel composed of Laponite (LAP) and Xyloglucan (XG), as well as to evaluate its cytocompatibility and bioactive potential in murine osteoblast cell lines. Materials and methods: This is an in vitro experimental study in which LAP/XG hydrogels were formulated at concentrations of 2%, 3%, and 4% (w/v) for physical analysis. The physicochemical characterization of the hydrogel included injectability tests (30G needle), stability in an aqueous calcium chloride (CaCl₂) solution at 37 °C, and determination of the zeta potential. For biological evaluation, the murine osteoblast line (OFCOLL II) was exposed to different concentrations of the isolated components (LAP and XG) and the composite (LAP/XG), ranging from 0.03%, 0.3%, and 3%, to determine the dose-response relationship regarding cell viability (MTT) and proliferation (Ki67). Statistical analysis was performed using a significance level of 5% (p < 0.05). Results: The 3% LAP/XG formulation exhibited better mechanical performance, characterized by continuous flow through a 30G needle and an injection pressure of approximately 0.6 MPa. In aqueous medium, the hydrogel exhibited agglutination in CaCl₂, indicating structural stability. Biological assays revealed that all tested formulations are cytocompatible. The 0.03% LAP/XG combination (p=0.0244) promoted a significant increase in cellular metabolic activity. Ki67 analysis confirmed cell cycle progression at 24 h, with the 0.3% LAP/XG concentration showing significantly higher fluorescence intensity than the control (p<0.05). Conclusion: The 3% LAP/XG hydrogel met
the technical requirements for injectability and stability, proving to be a biocompatible and
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bioactive platform. Although the maximum biological stimulus (viability and proliferation) was observed at more diluted concentrations of the components (0.03% and 0.3%), the developed hydrogel proved to be a safe and cytocompatible scaffold with the potential to promote bone tissue regeneration.
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KEY-WORDS Osteoblasts; Hydrogels; Biocompatible Materials.
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PRESS RELEASE PARA PUBLICAÇÃO EM JORNAL DE CIRULAÇÃO
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PROJETO DE PESQUISA AO QUAL O PROJETO ESTÁ VINCULADO
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