Polímeros sintéticos aplicados a biomateriais

• Processo: 05/02855-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2006
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2011
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
• Pesquisador responsável: Luiz Henrique Catalani
• Beneficiário: Luiz Henrique Catalani
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Paulo
• Pesquisadores associados: Ana Campa ; Antônio Jedson Caldeira Brant ; Guilhermino José Macêdo Fechine ; Janaina Aline Galvao Barros ; Reginaldo Faichel da Silva ; Romeu Casarano ; Vânia Aparecida Blasques Bueno Silva
• Bolsa(s) vinculada(s): 11/01164-1 - Estudo da degradação de poliésteres contendo dianidroexitóis obtidos via síntese enzimática, BP.IC; 10/14720-7 - Produção de nanofibras alinhadas de polímeros biodegradáveis para crescimento e regeneração de células neuronais, BP.MS; 08/07960-1 - Estudo da imobilização de biomacromoléculas em nanofibras de poliésteres, BP.MS; 08/06445-6 - Novos Poliésteres Biodegradáveis via Síntese Enzimática: Uso de Monômeros Derivados de Fontes Renováveis, BP.PD
• Assunto(s): Biomateriais poliméricos Materiais nanoestruturados Polímeros sintéticos Eletrofiação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomateriais | Curativos | Eletrofiacao | Hidrogeis | Nanofibras | Polimeros Biodegradaveis | Polímeros

Resumo

Nosso grupo tem investido no desenvolvimento de tecnologias de produção de hidrogéis que sejam de baixo custo, de fácil acesso e que produzam géis atóxicos, destinados à produção de curativos e outras aplicações como biomateriais. Como conseqüência destes estudos, duas patentes foram recentemente depositadas com este fim. Temos investido, também, em outras áreas de polímeros sintéticos com vistas a sua aplicação como biomateriais. Além disso, o pesquisador principal deste projeto (LHC) adquiriu conhecimento especializado na técnica de eletro fiação e produção de poliésteres derivados de dehidroalditóis, entre 06/2004 e 07/2005 em período sabatical no Medical Device Concept Laboratory do New Jersey Institute of Technology. A tecnologia de produção de hidrogéis de PVP por nós desenvolvida permite visualizar novas aplicações deste material. Uma vez que permite a formação quase instantânea do gel, estamos propondo sua aplicação como curativos moldáveis, sem forma pré-estabelecida, e que possam atuar como dispositivos de liberação de fármacos, como antibacterianos e antifúngicos. Isto abre oportunidade para exploração de outros curativos inteligentes, combinados com ação enzimática. Neste caso, a produção de géis de alta porosidade é necessária e propomos a utilização de eletrofiação para geração de membranas tramadas na forma de não-tecido (do inglês mat). A reticulação pós-fiação destes mats deverá gerar um hidrogel firme de alta porosidade, capaz de carregar atividade enzimática. Alternativamente, outros tipos de fármacos de alto peso molecular poderão ser integrados a estas membranas. Pretendemos utilizar ainda estas tecnologias na produção de materiais micro e nanoestruturados. Partículas nanométricas podem ser obtidas utilizando vários tipos de matrizes. Neste projeto, utilizaremos vesículas e micelas reversas como sistemas formatadores. A reticulação do gel imobilizado no compartimento aquoso interno será realizada através da reação de Fenton. Paralelamente desenvolveremos hidrogéis de estrutura micrométrica e submicrométrica estampados em matrizes inertes através da fotoreticulação de filmes de PVP utilizando técnica de fotolitografia no UV, definindo as condições de contorno e limites de resolução de impressão. Na área da aplicação de poliésteres, temos interesse em dois campos relacionados ao desenvolvimento de implantes: 1) poliésteres biodegradáveis ou bioabsorvíveis e (ii) modificação de (superfície e) poliésteres de alta performance (PET, PTT e PBT). No primeiro caso, o foco é a modificação do sistema do poli (ácido láctico) pela copolimerização com dehidroalditóis e diácidos, monômeros oriundos de biomassa. Testes iniciais em nosso grupo indicam que estes materiais apresentam propriedades físicas e químicas que apontam alta cinética de biodegradação, este tipo de propriedade tem grande apelo em aplicações onde a projeção do tempo de ida do implante deva ser criticamente controlada. Adicionalmente, nosso interesse na área de poliésteres de alta performance tem sido na sua utilização como matrizes de crescimento celular e enxertos. Nestes casos, as propriedades de superfície do material devem ser controladas de forma a garantir uma biocompatibilidade e durabilidade. Uma vez que as propostas de produção de materiais acima definidas são em sua maioria inéditas e integrarão dispositivos biomédicos, sua interação com células ativas do sangue são testes indispensáveis para avaliar sua viabilidade como biomateriais. Contando com a expertise do Grupo de Ativação de Macrófagos (AC co-signatário), pretendemos estudar os eventos resultantes da interação dos materiais produzidos com células do sangue, tais como monócitos e neutrófilos, principalmente no que se refere à aderência, diferenciação e sinalização celular. (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)

JUAIS, DANIELLE; NAVES, ALLINY F.; LI, CHONG; GROSS, RICHARD A.; CATALANI, LUIZ H.. Isosorbide Polyesters from Enzymatic Catalysis. MACROMOLECULES, v. 43, n. 24, p. 10315-10319, DEC 28 2010. (05/02855-7)

NAVES, ALLINY F.; FERNANDES, HENRIQUE T. C.; IMMICH, ANA P. S.; CATALANI, LUIZ H.. Enzymatic syntheses of unsaturated polyesters based on isosorbide and isomannide. JOURNAL OF POLYMER SCIENCE PART A-POLYMER CHEMISTRY, v. 51, n. 18, p. 3881-3891, SEP 15 2013. (05/02855-7, 11/21442-6, 08/06445-6, 11/18017-1)

Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa