Modificação do amido por métodos verdes para elaboração via impressão 3D de scaffolds ósseos ativados pela presença de nanopartículas de hidroxiapatita substituídas por Sr2+

• Processo: 20/08727-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2026
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Bianca Chieregato Maniglia
• Beneficiário: Bianca Chieregato Maniglia
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Ana Paula Ramos
• Auxílio(s) vinculado(s): 24/02072-3 - Scaffolds ósseos impressos a base de hidrogéis de gelatina/quitosana ativados pela incorporação de emulsão de extrato de urucum (Bixa orellana L.), AP.R
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/00927-4 - Desenvolvimento via impressão 3D de potenciais arcabouços ósseos utilizando hidrogéis de amido modificado por micro-ondas e tratamento superficial com plasma a frio, BP.MS; 24/20208-0 - Impressão 3D de arcabouços ósseos a partir de hidrogéis de amido ativados com extratos vegetais obtidos via solventes eutéticos naturais profundos: uma abordagem sustentável para processabilidade e funcionalidade, BP.MS; 24/16169-9 - "Efeito das tecnologias de ozônio e aquecimento seco e aquecimento úmido nas propriedades de amidos", BP.TT; + mais bolsas vinculadas 24/13627-6 - Scaffolds ósseos a base de hidrogéis de amido ativados pela presença de nanopartículas de hidroxiapatita funcionalizadas com íons osteindutores cobalto e gálio, BP.IC; 23/17512-6 - Desenvolvimento via impressão 3D de scaffolds ósseos a base de hidrogéis de amido adicionados de extrato de urucum; investigação de estratégias com solventes eutéticos naturais profundos (NADES) e encapsulação, BP.DR; 23/09876-8 - Impressão 3D de scaffolds ósseos a base de géis de amido modificado por ozônio e adicionados de nanopartículas de hidroxiapatita, BP.IC; 23/03995-5 - Produção via impressão 3D e caracterização de scaffolds ósseos bioativos à base de amidos modificados por tecnologias verdes e adicionados de íons estrôncio, BP.DD; 22/01565-0 - Estudo dos parâmetros da impressora 3D, BP.TT; 21/08359-4 - Avaliação da bioatividade de scaffolds ósseos produzidos a partir de géis de amido ativados pela presença de nanopartículas de hidroxiapatita substituídas com diferentes percentagens molares de Sr2+, BP.IC; 21/05947-2 - Modificação do amido por métodos verdes para elaboração via impressão 3D de scaffolds ósseos ativados pela presença de nanopartículas de hidroxiapatita substituídas por Sr2+, BP.JP - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Química de interfaces Ozonização Aquecimento Amido Tecidos suporte Biomateriais Estrôncio Durapatita Reabsorção óssea Impressão tridimensional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: amidos modificados | Biomateriais | Estrôncio | impressão 3D | nanoparticulas de hidroxiapatita | scaffolds ósseos | Química de interfaces

Resumo

Esforços recentes no campo da Engenharia de Tecidos para criar andaimes (scaffolds) ósseos reabsorvíveis que imitam a estrutura e função do osso natural têm sido reportados. Para ser considerado um bom substituto ósseo o material precisa cumprir requisitos mínimos como: propriedades mecânicas similares às deste tecido, além de estimular as reações bioquímicas necessárias para osteointegração e osteocondução. Desta forma, compósitos formados por matrizes orgânicas contendo biominerais capazes de mimetizar os ossos estariam aptos a cumprir estes requisitos. O amido tem se apresentado como um candidato para a confecção de biomateriais e seu uso como material para impressão 3D já tem sido reportado. Entretanto, amidos nativos apresentam dificuldades de processamento, elevado intumescimento, caráter altamente hidrofílico, baixa resistência mecânica e instabilidade para aplicação a longo prazo. De forma a superar esses obstáculos, métodos de modificação de amido têm sido úteis para melhora de suas funcionalidades. Como exemplo, amidos modificados por ozonização e aquecimento a seco têm exibido melhoria de printabilidade. A elaboração via impressão 3D de scaffolds ósseos por esse polímero natural modificado é inovadora e deve unir a sua já conhecida biocompatibilidade e propriedades mecânicas com a bioatividade de biominerais. Dessa forma, a proposta deste projeto é modificar amidos por métodos considerados verdes (ozonização, aquecimento a seco e aquecimento úmido) e avaliar sua aplicação na elaboração de scaffolds ósseos. Serão avaliadas formulações a base de géis de amido modificados com nanoparticulas de hidroxiapatita substituídas por estrôncio, visto que a presença deste cátion tem sido associada a regulação dos processos de formação e reabsorção óssea. A produção proposta dos scaffolds ósseos será via impressão 3D por extrusão de forma a obter materiais com propriedades superiores e com a possibilidade de personalização que é uma interessante e diferencial característica para uso como biomaterial. As propriedades mecânicas dos scaffolds serão avaliadas em conjunto com suas propriedades de superfície, aliadas a culturas de osteoblastos e osteoclastos. As culturas de células osteogênicas na matriz 3D poderão auxiliar na previsão de suas propriedades regeneradoras tecidual in vivo. Por fim, essa presente proposta busca unir aspectos como formulações diferenciadas e processamento inovador (impressão 3D) para a obtenção de scaffolds ósseos com propriedades bioativas. Este estudo possibilitará futuramente expandir o uso do amido na produção de biomateriais personalizados e com propriedades únicas trazendo além de valor agregado a esta fonte, também um uso nobre por beneficiar a saúde humana. (AU)

Publicações científicas

(13)

(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)

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