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Aprimoramento do processo de recobrimento de nanofilmes de carbono e prata pela tecnologia de plasma frio sobre materiais cirúrgicos visando a biocompatibilidade e biointegração

Processo: 14/21690-8
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
Vigência: 01 de novembro de 2015 - 30 de abril de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Biomédica - Bioengenharia
Pesquisador responsável:Maria Antonia dos Santos
Beneficiário:Maria Antonia dos Santos
Empresa:BioTecnoVale Pesquisa e Desenvolvimento Ltda. - EPP
Município: São José dos Campos
Pesq. associados:Ana Maria Alvim Liberatore ; Argemiro Soares da Silva Sobrinho ; Gilberto Petraconi ; Ivan Hong Jun Koh ; Jose Elias Matieli ; Marcos Massi
Auxílios(s) vinculado(s):17/07307-5 - 11th International Conference on Advanced Computational Engineering and Experimenting, ACE-X 2017, AR.EXT
Bolsa(s) vinculada(s):16/14612-6 - Montagem e instrumentação de reator a plasma, BP.TT
Assunto(s):Nanotecnologia  Cirurgia  Biomateriais  Teste de biocompatibilidade  Tecnologia de plasma 

Resumo

Empresas multinacionais têm direcionado investimentos significantes à procura de novas tecnologias para conferir maior biocompatibilidade e ação anti-infecciosa em materiais protéticos poliméricos de aplicação médica. Apesar do mercado vertiginoso direcionado a inovações (ordem de US$ 200 bilhões/ano nos EUA), as complicações pós-implantação de próteses persistem pela limitada compatibilidade biológica, denotando a necessidade de novos materiais. Como exemplo desses materiais, pode ser citada a utilização de telas para tratamento dos grandes defeitos abdominais, que tem aumentado de forma significativa, desde que Usher e colaboradores empregaram pela primeira vez a tela de polipropileno em 1958. Apesar da disseminação contínua do seu uso, as telas disponíveis não podem ser consideradas ideais, em face às complicações infecciosas que ocorrem em até 8% dos casos trazendo graves consequências físicas. Mesmo os materiais poliméricos, de permanência temporária, tais como sondas, drenos e cateteres, constituem importantes fatores desencadeadores de inflamação. Com o objetivo de contornar as complicações pós-operatórias, foi proposto em projeto anterior (Auxílio à Pesquisa FAPESP: 2011-14038-4), o recobrimento de tela de polipropileno (em pequenas dimensões - 2cmx2cm) com filmes nanoestruturados ou nanopartículas de carbono, prata e a combinação de carbono com prata utilizando-se técnicas assistidas a plasma frio que se caracteriza por ser uma ferramenta que permite modificar a característica superficial sem comprometer as propriedades físicas e mecânicas da tela. A utilização conjunta de materiais biocompatíveis (filme de carbono amorfo), e bacteriostáticos e/ou bactericidas (filme de prata) teve por objetivo agregar à tela ambas as propriedades, reduzindo a incidência e/ou a magnitude das complicações infecciosas e subsequente facilitação no processo de cicatrização tecidual que proporcione a reparação tecidual adequada peri-tela. Essas características agregadas a biomateriais não são encontradas em similares disponíveis no mercado de insumos médicos. Tendo em vista os resultados satisfatórios obtidos, tanto do ponto de vista da reparação como de atividade antimicrobiana, somado ao fato da tecnologia em desenvolvimento possuir grande apelo social e comercial, o presente projeto objetiva o otimizar o processo de revestimento de nanofilme de carbono em tela de polipropileno, no que se refere a espessura, quantidade e adesão do nanofilme, de forma a maximizar sua característica biocompatível. Já, o revestimento com nanofilme de prata visa a otmização da ação antimicrobiana acoplada à biocompatibilidade de materiais de implantação temporária a fim de minimizar as restrições da ANVISA quanto à presença de nanopartículas de prata. Em ambos os casos, pretende-se realizar deposições em substatos de dimensões em verdadeira grandeza, ou seja, nas dimensões reais. Os resultados de ensaios biológicos in vitro e in vivo serão correlacionados com as características físicas e mecânicas das matérias recobertos com filme(s) de nanopartículas. Além disso, os materiais de permanência temporária serão testados quanto a desprendimento de nanoprata da superfície recoberta pós implantação em animais a longo prazo (>1 ano). Para que isso seja possível, será projetado e montado um reator a plasma que permita a deposição desses nanofilmes em materiais de diferentes naturezas e formas geométricas em dimensões reais. Adicionalmente, será criada a infraestrutura necessária para parte dos ensaios biológicos, tornando a análise dos resultados mais rápida e eficiente. Consubstanciado nos resultados anteriores, o aprimoramento de metodologia de recobrimento visa a obtenção de uma evolução significante do ponto de vista físico-biológico e permitir à empresa BioTecnoVale oferecer ao mercado uma solução nacional que seja eficiente e competitiva para problemas relacionados a biocompatibilidade e infecção das próteses médicas. (AU)