Desenvolvimento de scaffolds cerâmicos para aplicação na engenharia tecidual

• Processo: 22/10604-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2027
• Área do conhecimento: Ciências Agrárias - Medicina Veterinária - Patologia Animal
• Pesquisador responsável: Carlos Eduardo Ambrósio
• Beneficiário: Carlos Eduardo Ambrósio
• Instituição Sede: Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos (FZEA). Universidade de São Paulo (USP). Pirassununga , SP, Brasil
• Pesquisadores principais: Eliria Maria de Jesus Agnolon Pallone ; Rosemary Aparecida de Carvalho
• Pesquisadores associados: Cristiana Maria Pedroso Yoshida ; Daniele dos Santos Martins ; Fernanda Maria Vanin ; Jorge Lino Alves ; Jorge Vicente Lopes da Silva ; Juliana Kelmy Macário Barboza Daguano ; Kelly Cristine Santos Roballo ; Luiz Alberto Colnago ; Marcus Antônio Rossi Feliciano ; Maria Isabel Ribeiro Dias ; Silvio Henrique de Freitas ; Tiziana Angela Luisa Brevini ; Zilda de Castro Silveira
• Auxílio(s) vinculado(s): 24/02229-0 - Avaliação da atividade osteogênica in vitro de scaffolds biocerâmicos de alumina/zircônia recobertos com ácido hialurônico e hidroxiapatita, AP.R; 23/15459-0 - EMU concedido no processo 2022/10604-0: espectrômetro de infravermelho INVENIO-R, AP.EMU
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/04045-6 - Desenvolvimento de sistemas carreadores de proteínas morfogenéticas para revestimento de scaffolds, BP.PD; 24/13703-4 - Scaffolds de Al2O3/ZrO2 com incorporação de sistemas liberadores de antibióticos, BP.PD; 24/14528-1 - Desenvolvimento de sistemas carreadores de proteínas morfogenéticas para revestimento de scaffolds, BP.PD; + mais bolsas vinculadas 24/17274-0 - Desenvolvimento de um protocolo alternativo para o tratamento de habronemose cutânea equina, BP.IC; 24/14631-7 - Análises espectroscópicas na região do infravermelho médio e próximo na caracterização de scaffolds cerâmicos aplicados como biomateriais, BP.TT; 24/06681-4 - Desenvolvimento de "scaffolds" cerâmicos para aplicação na engenharia tecidual, BP.PD - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Bioengenharia Engenharia tecidual Tecidos suporte Impressão tridimensional Proteínas morfogenéticas ósseas Células-tronco mesenquimais Células-tronco
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Al2O3 | Al2O3 | Bioengenharia Tecidual | carreadores proteína morfogenética | células-tronco mesenquimais | impressão 3D | ZrO2 | Células-tronco

Resumo

Biocerâmicas porosas denominadas de scaffolds vem sendo estudadas para a substituição e reparação óssea, com propriedades que atendam a funcionalidade e integração entre o biomaterial e o sistema biológico. Biocerâmicas de Al2O3 e Al2O3/ZrO2 são reconhecidas como biomateriais devido suas propriedades mecânicas melhoradas, alta estabilidade química e biocompatibilidade, quando comparada a outros materiais. No entanto, devido à natureza bioinerte da Al2O3 e ZrO2, recobrimentos superficiais são utilizados para melhorar a interação desse biomaterial com o tecido hospedeiro quando implantado, além de poder, liberar íons que estimulem respostas celulares a nível molecular, através de mecanismos ainda não totalmente compreendidos. Nesse sentido, o objetivo principal desse projeto é a obtenção de scaffolds de Al2O3 e de nanocompósitos de Al2O3/ZrO2 que possam apresentar características físico-químicas e morfológicas que, quando implantados nas lesões ou regiões do defeito ósseo, estimulem a osteogênese e levem à formação de estruturas semelhantes aos elementos da matriz extracelular, facilitando a implantação, expansão e integração do tecido ósseo. Para alcançar o objetivo principal, esse projeto foi dividido em três subprojetos. O subprojeto 1 item por objetivo a obtenção de scaffolds de Al2O3 e de Al2O3 contendo 5% em volume de inclusões nanométricas de zircônia (Al2O3/ZrO2) obtido pelas técnicas de gelcasting e impressão 3D, recobertos com fosfatos de cálcio enriquecidos com íons Sr2+ e gentamicina. O subprojeto 2 tem por objetivo recobrir os scaffolds de Al2O3 e Al2O3/ZrO2 com filmes poliméricos carreadores da proteína morfogenética óssea 2 (BMP-2). O subprojeto 3 tem por objetivo a incorporação de células-tronco mesenquimais (CTM) nos scaffolds obtidos pelos subprojetos 01 e 02, e a análise funcional in vitro e in vivo. Com isso, espera-se obter scaffolds de Al2O3 e de nanocompósitos de Al2O3/ZrO2 biocompatíveis, bioativos e biofuncionais, com potencial utilização na engenharia de tecidual e em terapias de regeneração ósseas nas medicinas veterinária e humana, possibilitando rapidez no tratamento de regiões lesionadas. (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)

LAVAGNINI, ISABELA R.; CAMPOS, JOAO, V; JESUS, LILIAN M.; LOBO, ANDERSON O.; GHOSE, SANJIT K.; RAJ, RISHI; PALLONE, ELIRIA M. J. A.. In-situ synchrotron X-ray diffraction of hydroxyapatite-zirconia composite during conventional and flash sintering. Journal of the European Ceramic Society, v. 44, n. 7, p. 10-pg., 2024-02-24. (19/14677-9, 21/06509-9, 19/03786-1, 22/10604-0)

SANTOS, SARAH INGRID PINTO; ORTIZ-PENUELA, SANTIAGO JOSE; DE PAULA FILHO, ALESSANDRO; TOMIYAMA, ANA LAURA MIDORI ROSSI; COSER, LILIAN DE OLIVEIRA; DA SILVEIRA, JULIANO COELHO; MARTINS, DANIELE DOS SANTOS; CIENA, ADRIANO POLICAN; DE OLIVEIRA, ALEXANDRE LEITE RODRIGUES; AMBROSIO, CARLOS EDUARDO. Oligodendrocyte precursor cell-derived exosomes combined with cell therapy promote clinical recovery by immunomodulation and gliosis attenuation (vol 18 , 1413843 , 2024). FRONTIERS IN CELLULAR NEUROSCIENCE, v. 18, p. 2-pg., 2025-01-07. (21/09869-6, 22/10604-0)

SANTANA, LEONARDO; NAGATA, ESTER Y.; BARRA, GUILHERME M. O.; NETTO, AURELIO C. S.; PALLONE, ELIRIA M. J.; AMBROSIO, CARLOS E.; SILVEIRA, ZILDA DE CASTRO. Characterization and analysis of printing challenges with high filled alumina filament in low-cost extrusion-based additive manufacturing. Polymer Composites, v. N/A, p. 27-pg., 2025-02-10. (22/10604-0)