Bioimpressão 3D de scaffolds de biosilica extraída de esponjas marinhas para tratamento de fraturas e defeitos ósseos

• Processo: 20/00352-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2022
• Área do conhecimento: Interdisciplinar
• Pesquisador responsável: Ana Claudia Muniz Renno
• Beneficiário: Ana Claudia Muniz Renno
• Instituição Sede: Instituto de Saúde e Sociedade (ISS). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus Baixada Santista. Santos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Matheus de Almeida Cruz ; Renata Neves Granito ; Tiago Akira Tashiro de Araujo ; Veerle Bloemen
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/00485-3 - Bioimpressão 3D de scaffolds de biosilica extraída de esponjas marinhas para tratamento de fraturas e defeitos ósseos, BP.TT; 21/06399-9 - Bioimpressão 3D de scaffolds de biosilica extraída de esponjas marinhas para tratamento de fraturas e defeitos ósseos, BP.TT; 20/13038-0 - Bioimpressão 3D de scaffolds de biosilica extraída de esponjas marinhas para tratamento de fraturas e defeitos ósseos, BP.TT; 20/13040-4 - Bioimpressão 3D de scaffolds de biosilica extraída de esponjas marinhas para tratamento de fraturas e defeitos ósseos, BP.TT
• Assunto(s): Biotecnologia Biomateriais Impressão tridimensional Osso e ossos Biosilicato Porifera Defeitos ósseos Fraturas ósseas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomateriais | Engenharia de tecido ósseo | impressão 3D | Biotecnologia

Resumo

Atualmente, uma das intervenções terapêuticas mais difundidas para tratar fraturas de difícil consolidação são os enxertos ou substitutos ósseos. No entanto, esses são manufaturados principalmente de matéria-prima proveniente de tecido ósseo bovino (que envolve o risco de transmissão de doenças) ou materiais sintéticos, muitos deles importados e com um alto custos. Assim, é nítida a necessidade de exploração de outras fontes que possam servir como base para a confecção de substitutos ósseos mais seguros, inovadores e preço reduzido. Dentro contexto, a biodiversidade marinha é um ambiente extremamente rico para o fornecimento de bioativos e metabólitos secundários para serem utilizados como matéria-prima para a manufatura de biomateriais e enxertos ósseos. Um dos organismos marinhos mais promissores são as esponjas, com sua estrutura composta de elementos com potencial e efeitos anti-bacteriano, anti-viral e anti-inflamatório. Além disso, seu esqueleto é composto por uma parte orgânica e inorgânica, semelhante à parte colagênica e mineral do tecido ósseo, respectivamente. Um outro fator que interfere na capacidade do material em estimular o tecido é a forma através da qual ele se apresenta sendo que os scaffolds vem se destacando como extremamente eficazes para suportar o crescimento celular. Dentro deste contexto, este estudo tem o objetivo de aproveitar o potencial da biodiversidade marinha brasileira e avaliar a performance biológica de poríferas (esponjas) facilmente encontradas na costa do país, como substituto ósseo prototipados através da impressão 3D. Diante disso, os objetivos deste trabalho são: (i) produzir e caracterizar scaffolds manufaturados através da impressão 3D partir de biosilica extraídas de esponjas marinhas; (ii) avaliar a resposta biológica, através de estudos in vivo, os efeitos dos referidos scaffolds utilizando o modelo de defeito ósseo induzidos em calvária de ratos. Para isto, os scaffolds serão caracterizados através das análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV), XRD, espectroscopia de infravermelho por transformada de fourier (FTIR), pH e massa. Para os testes in vivo serão utilizados os seguintes grupos experimentais: Controle e scaffolds de biosilica manufaturados a partir da impressão 3D Para os testes in vivo, serão utilizados 48 ratos Wistar submetidos ao procedimento cirúrgico para realização do defeito ósseo em crânio de ratos. Os animais serão distribuídos nos grupos controle e grupos tratados com os scaffolds. Ainda, animais serão eutanasiados após 30 e 60 dias pós cirurgia. Serão realizadas as análises de histopatologia, histomorfometria, micro-CT e imunoistoquímica. Assim, espera-se que essa proposta viabilize o desenvolvimento de novos tratamentos, mais eficazes e seguros, prospectados a partir de esponjas marinhas e que tem o intuito de acelerar o processo de reparo tecidual e tratamento de fraturas de difícil consolidação. (AU)

Publicações científicas

(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)

SOUSA, KAROLYNE DOS SANTOS JORGE; PARISI, JULIA RISSO; DE SOUZA, AMANDA; CRUZ, MATHEUS DE ALMEIDA; ERBERELI, ROGERIO; SILVA, JONAS DE ARAUJO; SANTO, GIOVANNA DO ESPIRITO; DO AMARAL, GUSTAVO OLIVA; MARTIGNAGO, CINTIA CRISTINA SANTI; FORTULAN, CARLOS ALBERTO; et al. 3D Printed Scaffolds Manufactured with Biosilica from Marine Sponges for Bone Healing in a Cranial Defect in Rats. MARINE BIOTECHNOLOGY, v. 25, n. 2, p. 13-pg., 2023-03-09. (20/00352-8)

BONIFACIO, MIRIAN; BENFATO, IZABELLE DIAS; DE ALMEIDA CRUZ, MATHEUS; DE SALES, DANIELE CORREIA; PANDOLFO, ISABELLA LIBA; QUINTANA, HANANIAH TARDIVO; CARVALHO, CAROLINA PRADO DE FRANCA; DE OLIVEIRA, CAMILA APARECIDA MACHADO; RENNO, ANA CLAUDIA MUNIZ. Effects of photobiomodulation on glucose homeostasis and morphometric parameters in pancreatic islets of diabetic mice. Lasers in Medical Science, OCT 2021. (19/15566-6, 17/26075-8, 20/00352-8)