Development of bioceramic bone graft based on bioactive plant extracts for guided bone development

• Grant number: 22/02022-0
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Technical Training Program - Technical Training
• Start date: April 01, 2022
• End date: July 31, 2022
• Field of knowledge: Engineering - Materials and Metallurgical Engineering - Nonmetallic Materials
• Principal Investigator: Paulo Henrique Perlatti D'Alpino
• Grantee: Jéssica Helisa Hautrive Rossato
• CNAE: Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais
• Associated research grant: 21/06152-3 - Development of bioceramic bone graft associated with bioactive plant extracts for guided bone regeneration, AP.PIPE

Abstract

Analisando-se produtos comerciais para enxertia óssea nacionais ou importados, atualmente, observou-se que os mesmos apresentam em comum a característica de serem somente osteocondutores. Embora os produtos disponíveis sejam biocompatíveis com a área receptora no sítio cirúrgico, verificou-se que as opções se limitam à hidroxiapatita sintética ou de origem animal, principalmente a bovina. De acordo com a literatura, o controle de qualidade é deficiente nos enxertos comparando-se diferentes materiais e lotes, independente da origem, o que pode impactar diretamente na resposta biológica, com diferentes resultados clínicos. Apesar da tecnologia empregada na obtenção e processamento destes produtos, observa-se claramente que os materiais comerciais para enxertia óssea carecem de avanço científico e tecnológico de rápida aplicação translacional. Com o intuito de validar a pesquisa de mercado por meio de pesquisa etnográfica com cirurgiões-dentistas, observou-se que uma das maiores "dores" destes profissionais é a falta de produtos comerciais que tenham comprovada atividade de osteoindução. Sabe-se que a neoformação óssea no enxerto aplicado à ferida cirúrgica é processo longo e sujeito a intercorrências no pós-operatório. A atividade osteoindutora tão almejada por estes profissionais aceleraria o processo cicatricial, minimizando os problemas pós-operatórios. Segundo a Associação Brasileira da Indústria Médica, Odontológica e Hospitalar (ABIMO), esse mercado movimenta anualmente R$ 1,2 bilhão e tem crescido 15% ao ano, especialmente por exportarem para inúmeros países. Portanto, observa-se que há espaço para o lançamento de novos produtos, especialmente para materiais inovadores. O presente projeto visa desenvolver enxerto ósseo baseado em nanocompósitos de hidroxiapatita sintética com a incorporação de bioativos de duas espécias da biodiversidade brasileira: Stryphnodendron adstringens, conhecido popularmente como barbatimão e a seiva extraída da Hevea brasiliensis, conhecida como látex. Estas plantas medicinais têm em comum compostos bioativos que podem ter ação sinérgica quando associados à hidroxiapatita, apresentando atividades angiogênica e de osteoindução, acelerando assim a regeneração do tecido ósseo. Além disso, estas plantas apresentam compostos com atividade antimicrobiana, que atuariam localmente na ferida cirúrgica e minimizando problemas pós-operatórios, fundamentais para a completa regeneração óssea. A adição do látex favoreceria ainda melhores propriedades manipulativas e mecânicas do enxerto, já que a hidroxiapatita pura é friável. Em extensa busca por patentes por produtos similares em diferentes bases, demonstrou-se não haver patentes que utilizem o barbatimão, isoladamente ou associado ao látex, com liberação sustentada e/ou com similaridade ao produto aqui proposto. Espera-se ao final deste projeto obter proteção da propriedade intelectual não somente do produto final, mas também dos mecanismos relacionados aos diferentes processos tecnológicos, como a obtenção da hidroxiapatita nanoestruturada bem como de sua incorporação aos compostos bioativos das plantas. Desta forma, uma vez que não existem produtos similares no mercado, espera-se desenvolver um produto com inovação incremental para regeneração óssea guiada e que atue como um enxerto bioativo pela liberação sustentada dos bioativos das plantas medicinais propostas. O impacto econômico-financeiro do desenvolvimento deste produto será extremamente positivo por agregar importantes claims como possibilidade de produção em larga escala com insumos de baixo custo, por incorporar compostos de plantas da biodiversidade brasileira, por ser sustentável, e especialmente, por ser bioativo.