Sistema de limpeza mucociliar bioinspirado na mucina e baseado em glicopolímeros supramoleculares e em cílios magnéticos artificiais para próteses de vias aéreas humanas

• Processo: 22/14809-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2027
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Acordo de Cooperação: Organização Holandesa para a Pesquisa Científica (NWO)
• Pesquisador responsável: Watson Loh
• Beneficiário: Watson Loh
• Pesquisador Responsável no exterior: Roxanne Kieltyka
• Instituição Parceira no exterior: Universiteit Leiden, Holanda
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Caio Gomide Otoni ; Cristiane Yumi Koga Ito ; Fabio Gava Aoki ; Fernanda Degobbi Tenorio Quirino dos Santos Lopes ; Jeroen Codee ; Leon Abelmann ; Massimo Mastrangeli ; Paulo Francisco Guerreiro Cardoso
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/09619-0 - Desenvolvimento de um equipamento de fluxo de ar para análise quantitativa do transporte de fluidos biológicos em stents traqueais., BP.TT; 25/01676-5 - Avaliação funcional de implantes cilíndricos de silicone com cílios magnéticos para autodepuração mucociliar, BP.TT; 24/15295-0 - Sistema de limpeza mucociliar bioinspirado na mucina e baseado em glicopolímeros supramoleculares e em cílios magnéticos artificiais para próteses de vias aéreas humanas, BP.PD
• Assunto(s): Biomateriais Polímeros Mucinas Depuração mucociliar Cílios Sistema respiratório Próteses e implantes
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Artificial magnetic cilia | Bioinspired materials | Human airway stents | polymers | supramolecular | Físico-Química de Biomateriais

Resumo

O principal sistema natural de defesa das vias aéreas é o de limpeza mucociliar. Para mover o muco de forma unidirecional para fora das vias aéreas, os cílios (projeções de comprimento micrométrico semelhantes ao cabelo nas células epiteliais das vias aéreas, embutidos na camada periciliar, esta sendo uma densa rede de glicopolímero de mucina) movimentam-se na forma de onda metacrônica. Inspirados por este exemplo biológico, mimetizaremos por uma abordagem sintética os componentes funcionais envolvidos na limpeza mucociliar com base em glicopolímeros supramoleculares norteados pela mucina, além de cílios magnéticos artificiais que podem ser ativados por um campo magnético externo. Exploraremos a sinergia entre estes componentes sintéticos no movimento do muco a partir de uma configuração tubular para seu eventual uso em próteses traqueais que consistem em tubos à base de silicone. A atualização destes dispositivos médicos para uma plataforma ativa e biomimética é proposta como estratégia para redução da formação de biofilme e infecções devido às superfícies regeneráveis fornecidas pelos polímeros supramoleculares e o batimento dos cílios artificiais através de seu acionamento magnético. A natureza altamente interdisciplinar da proposta e a experiência combinada do consórcio, tanto do lado brasileiro quanto no holandês, com o apoio de um hospital e uma fundação sem fins lucrativos, facilitará o desenvolvimento desta plataforma biomimérica para promover a liberação mucociliar, atuando desde a escala molecular até a macroscópica, sempre na direção da saúde traqueal. (AU)