Síntese e caracterização de membranas biopoliméricas híbridas contendo apatitas e nanopartículas de prata

Resumo

O tratamento de fraturas e defeitos na matriz óssea representa um grande desafio para cirurgiões ortopédicos, visto, principalmente, os riscos de rejeição e infecção. Nesse contexto, a engenharia de tecidos e a medicina regenerativa têm procurado novas abordagens para resolver, ou amenizar, este problema, por meio do desenvolvimento de biomateriais projetados para implantes que apresentem potencial osteogênico. Nessa perspectiva, destaca-se o estudo de materiais híbridos, como encontrado no tecido ósseo. Combinações de fases orgânicas e inorgânicas têm sido investigadas para o desenvolvimento de biomateriais que sirvam de suporte para a engenharia de tecidos ósseos, buscando-se materiais que mimetizem a composição e organização estrutural do osso e, também, apresentem propriedades físico-químcas aprimoradas desejáveis para aplicação em implantes. Nesta perspectiva, materiais contendo colágeno e, por serem constituintes da matriz óssea e apresentarem boa biocompatibilidade são os mais estudados. Uma maneira de aprimorar estes materiais seria a incorporação de nanoparticulas de compostos inorgânicos considerados agentes antimicrobianos. Um exemplo dessa classe de compostos são as nanopartículas de prata. Assim, o objetivo deste projeto é o desenvolvimento de materiais, que sejam potencialmente aplicáveis como regeneradores do tecido ósseo acelerando o processo de osteogênese, por meio de possíveis combinações de fases orgânicas e inorgânicas em escala nanométrica que resultem na obtenção de materiais híbridos bioativos com propriedades e estruturas controláveis. Nesse sentido, estes materiais devem ser bioativos de modo a estimular o crescimento de hidroxiapatita mimetizando a regeneração do tecido ósseo e, além disso, devem ter a velocidade de degradação compatível com a velocidade de reparo deste tecido. De forma a se cumprir o objetivo, serão preparadas e caracterizadas membranas autossuportadas constituídas por biopolímeros reforçadas com fosfatos de cálcio, dopados com nanopartículas de prata. A incorporação da fase inorgânica composta por fosfato de cálcio na matriz orgânica se dará por meio de três metodologias diferentes: (1) precipitação in locu nos interstícios da matriz polimérica; (2) Adição das nanopartículas sintetizadas previamente; (3) Adição de hidroxiapatita bovina na matriz polimérica. Na primeira parte do projeto as membranas biopoliméricas híbridas serão obtidas e, em seguida, serão caracterizadas com relação à sua composição utilizando-se espectroscopia vibracional na região do infravermelho (FTIR) e microscopicamente pela técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV). A estrutura cristalina dessas membranas será avaliada através de difração de raios-X. A resistência do material será avaliada por meio de testes mecânicos, nos quais a resistência será dada pela analise do módulo de Young obtido a partir da inclinação da curva de tensão versus elongação. Posteriormente, serão caracterizadas com relação energia superficial e molhabilidade utilizando-se medidas de ângulo de contato. Os melhores resultados com relação a composição, morfologia, resistência e propriedades superficiais serão selecionados para testes de cultura de osteoblastos in vitro. A reabsorção das amostras será estudada por meio da imersão das membranas obtidas antes de após a modificação com biominerais a fluido corpóreo simulado (SBF). (AU)