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Desenvolvimento de scaffolds de poli(caprolactona) incorporados com biosilicato e nanocristais de celulose para Engenharia de Tecidos e regeneração óssea

Processo: 14/17939-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2014
Vigência (Término): 30 de setembro de 2018
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
Pesquisador responsável:Ana Maria Minarelli Gaspar
Beneficiário:Caroline Faria Bellani
Instituição-sede: Faculdade de Odontologia (FOAr). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):16/04418-8 - Enxertos vasculares tubulares obtidos por eletrofiação para vascularização rápida de construtos para engenharia tecidual óssea, BE.EP.DD
Assunto(s):Engenharia tecidual   Regeneração óssea   Tecidos suporte   Nanocristais   Celulose   Biomateriais   Policaprolactona

Resumo

A Engenharia Tecidual é um campo interdisciplinar o qual aplica os princípios de Engenharia e Ciências Biológicas no desenvolvimento de substitutos biológicos que recuperem, mantenham ou melhorem a função tecidual. A metodologia em Engenharia Tecidual baseia-se em scaffolds, ou matrizes tridimensionais os quais, de acordo com suas propriedades intrínsecas, modulam e guiam a diferenciação e proliferação celular, permitindo a reconstrução de diferentes tecidos, a exemplo do tecido ósseo. Os critérios gerais para desenvolver scaffolds apropriados à Engenharia Tecidual Óssea têm como bases o tipo de material utilizado, bem como sua arquitetura e porosidade, além da química da superfície e propriedades mecânicas adequadas ao tecido. O processo de electrospinning permite produzir scaffolds (mantas) a partir de polímeros biodegradáveis, como a poli(-caprolactona) (PCL), que possuem arquitetura e porosidade semelhantes à matriz extracelular (MEC). Entretanto, a maioria destes materiais apresentam estabilidade mecânica e durabilidade insatisfatórias, o que constitui limitações críticas ao seu uso mais amplo, de acordo com as propriedades desejadas. Portanto, a busca de materiais biocompatíveis com propriedades adequadas tornou-se prioritária na pesquisa em electrospinning de scaffolds para Engenharia Tecidual Óssea. Nanocristais de celulose (CNC) constituem-se por cadeias cristalinas curtas hidrofílicas em forma de bastão, cujo comprimento varia da ordem de micro para nanômetros, com módulo de Young estimado em 138 GPa, e tensão na ruptura estimada em 7 GPa. Além disso, demonstrou-se anteriormente que a adição de nanocristais de celulose, biodegradáveis e não tóxicos, em matrizes poliméricas, melhoram as propriedades mecânicas de scaffolds de acordo com a proporção dos mesmos. Desta maneira, é possível adequar as propriedades mecânicas de scaffolds de acordo com a proporção de CNC incorporado, segundo a aplicação desejada. Recentemente, foi desenvolvida na Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, SP, uma cerâmica de vidro denominada Biosilicato® (PI 0300644-1), de alta bioatividade óssea, visando sua aplicação em áreas médicas e odontológicas. Através da combinação de mantas de PCL incorporadas com Biosilicato®, pode-se produzir scaffolds com propriedades bioativas proporcionadas pela biocerâmica, enquanto que a fase polimérica do PCL aumenta o grau de flexibilidade do material, diminuindo sua fragilidade. Assim, os objetivos deste projeto são: desenvolver scaffolds eletrofiados de PCL incorporados com Biosilicato® e Nanocristais de Celulose, resultando em um biomaterial para aplicações em Engenharia de Tecidos e regeneração óssea com propriedades bioativas de indução osteogênica e propriedades biomecânicas adequadas; investigar a habilidade dos scaffolds obtidos de suportar o crescimento celular, a diferenciação e a formação óssea in vitro e in vivo; desenvolver e/ou melhorar biomateriais com potenciais aplicações para Engenharia de Tecidos e regeneração óssea. (AU)

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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)
BELLANI, CAROLINE FARIA; YUE, KAN; FLAIG, FLORENCE; HEBRAUD, ANNE; RAY, PENGFEI; ANNABI, NASIM; SELISTRE DE ARAUJO, HELOISA SOBREIRO; BRANCIFORTI, MARCIA CRISTINA; MINARELLI GASPAR, ANA MARIA; SHIN, SU RYON; et al. Suturable elastomeric tubular grafts with patterned porosity for rapid vascularization of 3D constructs. BIOFABRICATION, v. 13, n. 3, . (16/04418-8, 14/17939-0)
FLAIG, FLORENCE; FARIA BELLANI, CAROLINE; UYUMAZ, OZGUN; SCHLATTER, GUY; HEBRAUD, ANNE. Elaboration and mechanical properties of elastomeric fibrous scaffolds based on crosslinked poly(glycerol sebacate) and cyclodextrin for soft tissue engineering. MATERIALS ADVANCES, v. 2, n. 4, p. 1284-1293, . (16/04418-8, 14/17939-0)
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
BELLANI, Caroline Faria. Biocompósitos eletrofiados e microfabricação 3D em engenharia do tecido ósseo. 2018. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/SBD) São Carlos.

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