Obtenção e caracterização de membranas bioativas obtidas a partir de polímeros naturais reforçadas com biominerais

• Processo: 15/21694-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2016
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2016
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Ana Paula Ramos
• Beneficiário: Lucas Fabrício Bahia Nogueira
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Assunto(s): Materiais compósitos de matriz polimérica Materiais híbridos Polímeros naturais Colágeno Hidroxiapatita Biomineralização Técnicas in vitro Difração por raios X Microscopia eletrônica de varredura Microscopia de força atômica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Carragenana | colageno | hidroxiapatita | Materiais Híbridos | Membranas biopoliméricas | Físico-Química de Superfícies

Resumo

Membranas poliméricas, em especial aquelas constituídas por biopolímeros, são utilizadas em diferentes áreas de aplicação, como por exemplo, embalagens e recobrimento de alimentos na indústria alimentícia. Ainda, encontramos aplicações desses materiais na área médica, em dispositivos aptos a serem aplicados in vivo. A modificação dessas membranas por meio da inserção de partículas inorgânicas é uma estratégia muito utilizada com o intuito de se melhorar características físico-químicas desejáveis para aplicação. Nesse sentido, materiais formados por carbonatos e fosfatos de cálcio, minerais abundantemente encontrados em sistemas naturais, e conhecidamente biocompatíveis, podem ser utilizados para este tipo de aplicação. Assim, o objetivo deste projeto é o desenvolvimento de novas membranas biopoliméricas, as quais apresentem possibilidade de combinações de fases orgânicas e inorgânicas em escala nanométrica, visando à obtenção de materiais compósitos bioativos com propriedades e estruturas controláveis. Estas membranas devem ser bioativas no sentido de estimular o crescimento de hidroxiapatita de forma a mimetizar a regeneração do tecido ósseo e, ainda, terem velocidade de degradação compatível com a velocidade de reparo deste tecido. Atenção especial será dada à preparação e caracterização de membranas autossuportadas constituídas por biopoliméros como colágeno e carragenana, reforçadas com fosfatos e carbonatos de cálcio. A incorporação da fase inorgânica na matriz orgânica se dará por meio da exposição dos hidrogéis, formados pela associação das cadeias poliméricas com íons Ca2+, oriundos de solução de CaCl2 e PO43- provenientes de H3PO4, presentes na solução aquosa nas quais os biopolímeros escolhidos serão dissolvidos, a atmosfera de NH3(g) eCO2(g) a partir da decomposição de (NH4)2CO3 em recipiente fechado. Inicialmente, membranas biopoliméricas híbridas serão obtidas utilizando-se diferentes porcentagens em massa de biopolímeros variando-se o tempo de exposição a NH3(g) e CO2(g). Posteriormente, serão caracterizadas com relação à sua composição utilizando-se espectroscopia vibracional na região do infravermelho e microscopicamente pelas técnicas de microscopia eletrônica de varredura e microscopia de força atômica. A fase mineral depositada nessas membranas será avaliada utilizando-se difração de raios-X. Ainda, serão caracterizadas com relação à energia superficial e molhabilidade utilizando-se medidas de ângulo de contato. Os melhores resultados serão selecionados para testes de cultura de osteoblastos in vitro. A reabsorção e bioatividade das amostras será estudada por meio da imersão das membranas obtidas após a modificação com biominerais a fluido corpóreo simulado. Pretende-se com auxílio deste projeto obter materiais potencialmente aplicáveis como regeneradores de tecido ósseo e aceleradores do processo de osteogênese.

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)

NOGUEIRA, LUCAS F. B.; MANIGLIA, BIANCA C.; BLACIDO, DELIA R. T.; RAMOS, ANA P.. Organic-inorganic collagen/iota-carrageenan/hydroxyapatite hybrid membranes are bioactive materials for bone regeneration. Journal of Applied Polymer Science, v. 136, n. 39, OCT 15 2019. (15/21694-6, 17/08892-9, 16/25955-1)