Structures of chitosan used for bone regeneration in vivo: a literature review

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i7.4538

Keywords:

Biomaterials; Chitosan; Bone regeneration.

Abstract

Introduction: Biomaterials are synthetic or natural materials that aim to replace and / or treat any component of the organism. Among the different types of biomaterials, the most successful reported in the literature is the one of autogenous origin, however there is the disadvantage of creating a second surgical wound for its extraction. One of the challenges in the current medical-dental field is bone regeneration by means of biomaterials that are not of autogenous origin. In this context, the use of biopolymers such as chitosan extracted from chitin of crustacean shells has been studied as an alternative for bone regeneration therapies. Objective: To verify the presence in the literature about the potential for bone regeneration in vivo of chitosan, in national and international journals. Materials and methods: Search for information in the databases PubMed, Lilacs, Scielo, Periodicals Capes and Google Scholar in the period from 2009 to 2019. Result: In this context, most positive results were found for bone regeneration or potential for bone healing of isolated or associated chitosan structures. Conclusion: It is concluded that the use of chitosan in bone repair presents itself as a promising therapy.

Author Biographies

Rosana Araujo Rosendo, Universidade Federal de Campina Grande

Unidade Acadêmica de Ciências da Saúde

Allan Alves Andrade, Universidade Federal de Campina Grande

Universidade Federal de Campina Grande, Brasil

References

Azevedo, A.S., SÁ, M.J.C., Fook, M.V.L., Nóbrega, N.P.I, Sousa, O.B., Azevedo, S.S. (2013) Hidroxiapatita e quitosana isoladas e associadas à medula óssea no reparo do tecido ósseo em coelhos: Estudo histológico e morfométrico. Cienc. Rural, 43 (7):1265-1270.

Bose S., Roy H., & Bandyopadhyay A. (2012) Recent advances in bone tissue engineering scaffolds. Trends Biotechnol 30(10): 546-554.

Chen, C., Li, H., Pan, J., Yan, Z., Yao, Y., Fan, W., Guo, C. (2014). Biodegradable composite scaffolds of bioactive glass/chitosan/carboxymethyl cellulose for hemostatic and bone regeneration. Biotechnol Lett. 37(2):457-465.

Enrione, J., Osorio, F., López, D., Weinstein-Oppenheimer, C., Fuentes, M.A., Ceriani, R., Brown, D. I., Albornoz, F., Sánchez, E., Villalobos, P., Somoza, R.A., Young, M.E., Acevedo, C.A. (2010). Characterization of a Gelatin/Chitosan/Hyaluronan scaffold-polymer. Electronic Journal of Biotechnology, 13(5), 20-21.

Franco, L.O., Maia, R.C.C., Porto, A.L.F., Messias, A.S., Fukushima, K., Campos-Takaki, G.M. (2004). Biossorção de metais pesados por quitina e quitosana isolada de Cunninghamella elegans (IFM 46109). Revista Brasileira de Microbiologia , 35 (3), 243-247.

Garcia, L.F.R., Huck C., Oliveira, L.M., Souza, P.P.C., Costa, C.A.S.S. (2014). Biocompatibility of new calcium aluminate cement: tissue reaction and expression of inflammatory mediators and cytokines. J Endod.; 40 (12): 2024-2029.

Guo Y ., Yu Y ., Han L ., Ma S ., Zhao J ., Chen H ., Yang Z ., Zhang F ., Xia Y & Zhou Y . (2019). Biocompatibility and osteogenic activity of guided bone regeneration membrane based on chitosan-coated magnesium alloy. Mater Sci Eng 100: 226-235.

Keller L., Regiel-Futyrab A., Gimenoc M., Eapa S., Mendozad G.,& Andreud V. Chitosan-based nanocomposites for the repair of bone defects.(2017) Nanomedicine: NBM. 13 (7): 2231-2240.

Koç, A., Elçin, A.E., Elçin, Y.M.(2015) Ectopic osteogenic tissue formation by MC3T3-E1 cell-laden chitosan/hydroxyapatite composite scaffold. Artif Cells Nanomed Biotechnol; p.1-8.

Lin, C., Baolin, L., Xiao, X., Qinggang, M., Wei, L., Qian, Y., Jiaqi, B., Yong, C., Zhiwei, Q. (2015). Preparation and evaluation of an Arg-Gly-Asp-modified chitosan/hydroxyapatite scaffold for application in bone tissue engineering. Mol Med Rep. 12(5): 7263-7270.

Macedo, F.A., Nunes, E.H.M., Vasconcelos, W.L., Santos, R.A., Sinisterra, R.D., Cortes, M.E. (2012). Andaime composto poroso biodegradável de PCL / BCP contendo Ang- (1-7) para engenharia de tecido ósseo. Cerâmica , 58 (348), 481-488.

Marcondes, G.M., Nóbrega, F.S., Corrêa, L., Chavez, V.E. Arana-, Plepis, A.M.G., Martins, V.C.A., & Zoppa, A.L.V.. (2016). Avaliação da interação biológica entre compósito de quitosana, colágeno e hidroxiapatita e tecido ósseo ovino. Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinária e Zootecnia, 68(6), 1531-1538.

Moraes, P.C., Marques, I.C.S., Basso, F.G., Rossetto, H.L., Pires-de-Souza, F.C.P., Costa,C.A.S., Garcia, L.F.R. (2017). Repair of Bone Defects with Chitosan-Collagen Biomembrane and Scaffold Containing Calcium Aluminate Cement. Brazilian Dental Journal, 28(3), 287-295.

Moreira, R., Dória, R.G.S., Camargo, L.M., Santos, M.D., Minto, B.W., De Nardi, A.B., Ambrósio, C.E., Freitas, S.H.. (2014). Aspecto radiológico e macroscópico de matriz óssea mineralizada heteróloga fragmentada e polimetilmetacrilato autoclavados em falha óssea de tíbia de coelho. Pesquisa Veterinária Brasileira, 34(2), 173-178.

Mourão, C.F.A.B., Valiense, H., Melo, E.R, Mourão, N.B.M.F., Maia, M.D.C. (2015). Obtenção da fibrina rica em plaquetas injetável (i-PRF) e sua polimerização com enxerto ósseo: nota técnica. Revista do Colégio Brasileiro de Cirurgiões, 42(6), 421-423.

Oliveira, JM., Costa, A.S., Leonor, I.B., Malafaya, P.B., Mano, J.F., Reis, R.L.(2009). Novel hydroxyapatite/carboxymethyl chitosan composite scaffolds prepared through an innovative “autocatalytic” electroless coprecipitation route. J Biomed Mater Res A. 88 (2): 470-480.

Oryan, A., Alidadi S., Bigham-Sadegh, A., Moshiri, A. (2016). Comparative study on the role of gelatin, chitosan and their combination as tissue engineered scaffolds on healing and regeneration of critical sized bone defects: an in vivo study. J Mater Sci Mater Med, 27(10):1-14.

Paretsis, Nicole F., Arana-Chavez, Victor E., Correa, Luciana, Peplis, Ana Maria G., Martins, Virginia C.A., Cortopassi, Silvia R.G., & Zoppa, André L.V.. (2017). Avaliação histológica e histomorfométrica da regeneração óssea a partir da utilização de biomateriais em tíbias de ovinos. Pesquisa Veterinária Brasileira, 37(12), 1537-1544.

Raposo-do-Amaral, C.A.A., Raposo-do-Amaral, C.E., Roland, F.G., Silva, J.V.L., Paschoal, G.H.L., Silva, A.M.(2010) Implantes pré-fabricados customizados nas grandes perdas ósseas do esqueleto craniofacial. Rev Soc Bras Cir Craniomaxilofac 3:175-179.

Rollim, V.M., Reginato, G.M., Fernandes, L. M., Arantes, J.A., Rigo, E.C.S, Vercik, L.C.O., Freitas, S. H., Dória, R.G.S. (2019). Comportamento de diferentes tipos de membranas de quitosana implantadas em equinos. Pesquisa Veterinária Brasileira , 39 (10), 837-842.

Saghiri, M.A., Orangi, J., Tanideh, N., Asatourian, A., Janghorban, K., Garcia- Godoy, F., Nader, S. (2015). Repair of bone defect by nano-modified white mineral trioxide aggregates in rabbit: A histopathological study. Med Oral Patol Oral Cir Bucal.; 20:525-531.

Santana, C.C., Nóbrega Neto, P.I., Sá, M.J.C., Oliveira, L.M., Fook, M.V.L., Azevedo, A.S., & Sousa, O.B. (2014). Utilização do filme de quitosana na reparação de tendão em coelhos. Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinária e Zootecnia, 66(4), 995-1002.

Sinhoreti M.A.C, Vitti R. P, Sobrinho, L. C. (2013). Biomateriais na Odontologia: panorama atual e perspectivas futuras. Rev Assoc Paul Cir Dente, 66 (3):178-186.

Sotoudeh, A., Jahanshahi, G., Jahanshahi, A, Takhtfooladi, M.A., Shabani, I., Soleimani, M. (2012). Combinação de nanofibra de ácido poli L-láctico com enxerto de omento para cicatrização óssea em defeito experimental em tíbia de coelhos. Acta Cirurgica Brasileira , 27 (10), 694-701.

Spin-Neto, R., Coletti, F.L., Freitas, R.M., Pavone, C., Campana-Filho, S.P., Marcantonio, R.A.C. (2012). Biomateriais à base de quitosana usados em defeitos ósseos de tamanho crítico: estudo radiográfico na calvária de ratos. Revista de Odontologia da UNESP , 41 (5), 312-317.

Zhang D., Wu X., Chen J., & Lin K. (2018) The development of collagen based composite scaffolds for bone regeneration. Bioact. Mater. 3 (1):129-138.

Published

16/06/2020

How to Cite

ROSENDO, R. A.; ANDRADE, A. A.; FIGUEIREDO, A. B. M.; TAVARES, A. H. dos S.; CASTRO, D. L. de S.; SIQUEIRA, R. R. de; SANTOS, A. dos; MEDEIROS, M. F. de; PENHA, E. S. da; MEDEIROS, L. A. D. M. de. Structures of chitosan used for bone regeneration in vivo: a literature review. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 7, p. e891974538, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i7.4538. Disponível em: https://www.rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/4538. Acesso em: 25 apr. 2024.

Issue

Section

Health Sciences