Síntese e caracterização de membranas biopoliméricas híbridas contendo apatitas e nanopartículas de prata

• Processo: 16/25955-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2017
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2019
• 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): Fraturas Matriz óssea Colágeno Nanopartículas de prata Hidroxiapatita
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: colageno | hidroxiapatita | Membranas híbridas | nanopartículas de prata | Físico-Química de Superfícies

Resumo

O tratamento de fraturas e defeitos na matriz óssea representa um grande desafio para cirurgiões ortopédicos, visto, principalmente, os riscos de rejeição e infecção. Nesse contexto, a engenharia de tecidos e a medicina regenerativa têm procurado novas abordagens para resolver, ou amenizar, este problema, por meio do desenvolvimento de biomateriais projetados para implantes que apresentem potencial osteogênico. Nessa perspectiva, destaca-se o estudo de materiais híbridos, como encontrado no tecido ósseo. Combinações de fases orgânicas e inorgânicas têm sido investigadas para o desenvolvimento de biomateriais que sirvam de suporte para a engenharia de tecidos ósseos, buscando-se materiais que mimetizem a composição e organização estrutural do osso e, também, apresentem propriedades físico-químcas aprimoradas desejáveis para aplicação em implantes. Nesta perspectiva, materiais contendo colágeno e, por serem constituintes da matriz óssea e apresentarem boa biocompatibilidade são os mais estudados. Uma maneira de aprimorar estes materiais seria a incorporação de nanoparticulas de compostos inorgânicos considerados agentes antimicrobianos. Um exemplo dessa classe de compostos são as nanopartículas de prata. Assim, o objetivo deste projeto é o desenvolvimento de materiais, que sejam potencialmente aplicáveis como regeneradores do tecido ósseo acelerando o processo de osteogênese, por meio de possíveis combinações de fases orgânicas e inorgânicas em escala nanométrica que resultem na obtenção de materiais híbridos bioativos com propriedades e estruturas controláveis. Nesse sentido, estes materiais devem ser bioativos de modo a estimular o crescimento de hidroxiapatita mimetizando a regeneração do tecido ósseo e, além disso, devem ter a velocidade de degradação compatível com a velocidade de reparo deste tecido. De forma a se cumprir o objetivo, serão preparadas e caracterizadas membranas autossuportadas constituídas por biopolímeros reforçadas com fosfatos de cálcio, dopados com nanopartículas de prata. A incorporação da fase inorgânica composta por fosfato de cálcio na matriz orgânica se dará por meio de três metodologias diferentes: (1) precipitação in locu nos interstícios da matriz polimérica; (2) Adição das nanopartículas sintetizadas previamente; (3) Adição de hidroxiapatita bovina na matriz polimérica. Na primeira parte do projeto as membranas biopoliméricas híbridas serão obtidas e, em seguida, serão caracterizadas com relação à sua composição utilizando-se espectroscopia vibracional na região do infravermelho (FTIR) e microscopicamente pela técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV). A estrutura cristalina dessas membranas será avaliada através de difração de raios-X. A resistência do material será avaliada por meio de testes mecânicos, nos quais a resistência será dada pela analise do módulo de Young obtido a partir da inclinação da curva de tensão versus elongação. Posteriormente, serão caracterizadas com relação energia superficial e molhabilidade utilizando-se medidas de ângulo de contato. Os melhores resultados com relação a composição, morfologia, resistência e propriedades superficiais serão selecionados para testes de cultura de osteoblastos in vitro. A reabsorção das amostras será estudada por meio da imersão das membranas obtidas antes de após a modificação com biominerais a fluido corpóreo simulado (SBF). (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)

NOGUEIRA, LUCAS FABRICIO BAHIA; EUFRASIO CRUZ, MARCOS ANTONIO; AGUILAR, GUILHERME JOSE; TAPIA-BLACIDO, DELIA RITA; DA SILVA FERREIRA, MARCIA ELIANA; MANIGLIA, BIANCA CHIEREGATO; BOTTINI, MASSIMO; CIANCAGLINI, PIETRO; RAMOS, ANA PAULA. Synthesis of Antibacterial Hybrid Hydroxyapatite/Collagen/Polysaccharide Bioactive Membranes and Their Effect on Osteoblast Culture. INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES, v. 23, n. 13, p. 22-pg., 2022-07-01. (18/25871-8, 20/08727-0, 16/25955-1, 19/25054-2, 21/05947-2)

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)

NOGUEIRA, LUCAS FABRICIO BAHIA; CRUZ, MARCOS ANTONIO EUFRASIO; MELO, MARYANNE TRAFANI DE; MANIGLIA, BIANCA CHIEREGATO; CAROLEO, FABRIZIO; PAOLESSE, ROBERTO; LOPES, HELENA BACHA; BELOTI, MARCIO M.; CIANCAGLINI, PIETRO; RAMOS, ANA PAULA; et al. Collagen/Kappa-Carrageenan-Based Scaffolds as Biomimetic Constructs for In Vitro Bone Mineralization Studies. Biomacromolecules, v. 24, n. 3, p. 9-pg., 2023-02-14. (19/08568-2, 20/08727-0, 22/01219-5, 19/25054-2, 16/25955-1, 18/25871-8, 21/05947-2)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

NOGUEIRA, Lucas Fabrício Bahia. Síntese e caracterização de membranas biopoliméricas híbridas contendo apatitas e nanopartículas de prata. 2019. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (PCARP/BC) Ribeirão Preto.