Impressão 3D de scaffolds bioativos e reabsorvíveis por robocasting: síntese, processamento e atividade antibacteriana

• Processo: 19/19594-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de julho de 2020 - 31 de outubro de 2022
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Eliandra de Sousa Trichês
• Beneficiário: Eliandra de Sousa Trichês
• Instituição Sede: Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São José dos Campos. São José dos Campos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Alexandre Luiz Souto Borges ; Antonio Pedro Novaes de Oliveira ; Dayane Batista Tada ; Elisângela Guzi de Moraes ; Marco Cicero Bottino ; Mariana Motisuke
• Bolsa(s) vinculada(s): 21/02344-5 - Otimização dos parâmetros reológicos e de injetabilidade de pastas cerâmicas de Beta-TCP/BG S53P4 para processamento via robocasting, BP.TT
• Assunto(s): Engenharia tecidual Biocerâmicas beta Fosfato tricálcico Robocasting Tecidos suporte Antibacterianos Infecções bacterianas Staphylococcus aureus Osteomielite
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: atividade antibacteriana | beta-fosfato tricálcico | Engenharia tecidual óssea | Osteomielite | Robocasting | scaffolds biocerâmicos | Biocerâmicas

Resumo

A osteomielite é uma infecção típica do osso, causada principalmente pela bactéria Staphylococcus aureus, seguida por outras espécies. Estratégias visando o desenvolvimento de arcabouços bioativos e reabsorvíveis, e carregados com fatores de crescimento, fármacos e nanopartículas têm se tornado uma alternativa ao tratamento dessa patologia, e é o foco da engenharia tecidual óssea. Dentre os biomateriais utilizados para fabricação dos arcabouços que buscam a recuperação e regeneração do tecido ósseo, destacam-se as biocerâmicas a base de fosfato de cálcio devido às suas semelhanças, em termos de estrutura e composição química, à fase mineral do osso, e sua excelente biocompatibilidade. O ²-fosfato tricálcico (²-TCP), por sua vez, é considerado reabsorvível e apresenta excelente osteocondutividade. Na tentativa de alcançar uma boa densificação do arcabouço de ²-TCP e melhorar suas propriedades biológicas, surge a possibilidade de combinar o ²-TCP com o vidro bioativo de composição 53% SiO2, 23% Na2O, 20% CaO e 4% P2O5 (%-em peso), conhecido como S53P4. Este vidro ainda apresenta a propriedade antibacteriana e já é utilizado no tratamento da osteomielite, na forma de grânulos. Diversas técnicas são empregadas para a produção de arcabouços biocerâmicos, dentre elas, o robocasting, um tipo de manufatura aditiva, que permite produzir peças personalizadas, de alta complexidade e com boa reprodutibilidade. Além disso, a superfície do arcabouço de ²-TCP/S53P4 pode ser modificada por meio do recobrimento com nanopartículas capazes de liberar íons terapêuticos (Ag+, Zn+2, Cu2+) visando potencializar o efeito antibacteriano do arcabouço e conseqüentemente diminuir a incidência de infecção no paciente. Nesse contexto, este projeto tem como objetivo a produção e caracterização de arcabouços de ²-TCP/S53P4 pela técnica de robocasting, seguido do recobrimento de sua superfície com nanopartículas capazes de liberar íons terapêuticos, visando o tratamento da osteomielite. Os arcabouços serão caracterizados quanto suas propriedades morfológicas, físicas, mecânicas e biológicas, além de sua atividade antibacteriana em diferentes culturas de microorganismos. (AU)

Publicações científicas

(7)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

NOGUEIRA ALVES, ANA PAULA; ARANGO-OSPINA, MARCELA; MORAES SALDANHA OLIVEIRA, RODRIGO LUIZ; FERREIRA, IGOR MAIA; DE MORAES, ELISANGELA GUZI; HARTMANN, MALTE; NOVAES DE OLIVEIRA, ANTONIO PEDRO; BOCCACCINI, ALDO ROBERTO; TRICHES, ELIANDRA DE SOUSA. 3D-printed beta-TCP/S53P4 bioactive glass scaffolds coated with tea tree oil: Coating optimization, in vitro bioactivity and antibacterial properties. JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART B-APPLIED BIOMATERIALS, v. 111, n. 4, p. 14-pg., 2022-11-28. (19/19187-0, 19/08141-9, 19/19594-4, 20/12944-7)

VERÔNICA RIBEIRO DOS SANTOS; SAMARA DOMINGUES VERA; GABRIELLE LUPETI DE CENA; ADRIELLE DE PAULA SILVA; ANA PAULA LEMES; KÁTIA DA CONCEIÇÃO; DAYANE BATISTA TADA; ALEXANDRE LUIZ SOUTO BORGES; ELIANDRA DE SOUSA TRICHÊS. Electrospun PHBV nanofiber containing Tea Tree Oil: physicochemical and antimicrobial activity. POLIMEROS-CIENCIA E TECNOLOGIA, v. 33, n. 1, 2023-04-14. (19/10877-3, 20/04455-6, 19/19594-4)

SPIRANDELI, B. R.; MARTINS, E. F.; DONA, L. R. M.; RIBAS, R. G.; CAMPOS, T. M. B.; ESPOSITO, E.; THIM, G. P.; TADA, D. B.; TRICHES, E. S.. Synergistic Effect of Incorporation of BG 45S5 and Silver Nanoparticles on beta-TCP Scaffolds: Structural Characterization and Evaluation of Antimicrobial Activity and Biocompatibility. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 26, p. 12-pg., 2023-01-01. (19/19594-4)

B. R. SPIRANDELI; E. F. MARTINS; L. R. M. DONA; R. G. RIBAS; T. M. B. CAMPOS; E. ESPOSITO; G. P. THIM; D. B. TADA; E. S. TRICHÊS. Synergistic Effect of Incorporation of BG 45S5 and Silver Nanoparticles on β-TCP Scaffolds: Structural Characterization and Evaluation of Antimicrobial Activity and Biocompatibility. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 26, 2023-06-19. (19/19594-4)

DOS SANTOS, VERONICA RIBEIRO; CAMPOS, TIAGO MOREIRA BASTOS; THIM, GILMAR PATROCINIO; BORGES, ALEXANDRE LUIZ SOUTO; TRICHES, ELIANDRA DE SOUSA. Glycol thermal synthesis of the 45B5 bioactive borate glass: Structural, physical, and apatite mineralization in vitro. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 49, n. 7, p. 13-pg., 2023-02-21. (20/12507-6, 19/19594-4, 20/12874-9, 19/10877-3)

AMARAL, SUELEN SIMOES; LIMA, BEATRIZ SAMARA DE SOUSA; AVELINO, SARAH OLIVEIRA MARCO; SPIRANDELI, BRUNO ROBERTO; CAMPOS, TIAGO MOREIRA BASTOS; THIM, GILMAR PATROCINIO; TRICHES, ELIANDRA DE SOUSA; DO PRADO, RENATA FALCHETE; DE VASCONCELLOS, LUANA MAROTTA REIS. beta-TCP/S53P4 Scaffolds Obtained by Gel Casting: Synthesis, Properties, and Biomedical Applications. BIOENGINEERING-BASEL, v. 10, n. 5, p. 19-pg., 2023-05-16. (20/07914-1, 19/19594-4)

DE SIQUEIRA, LILIAN; DOS SANTOS, VERONICA RIBEIRO; DE ARAUJO, JULIANI CAROLINE RIBEIRO; DE OLIVEIRA FILHO, HUGO GUTEMBERG PATINO; DE VASCONCELLOS, LUANA MAROTTA REIS; TRICHES, ELIANDRA DE SOUSA; BORGES, ALEXANDRE LUIZ SOUTO. Ultrathin Polymer Fibers Coated with an Amorphous SiO₂-CaO-P₂O₅ Bioactive Powders for Biomedical Applications. FIBERS AND POLYMERS, v. N/A, p. 12-pg., 2023-07-31. (19/19594-4, 21/14277-0)