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Explorando o efeito sinergístico entre colágeno e Sr2+ na mineralização óssea

Processo: 17/24827-2
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
Vigência (Início): 03 de março de 2018
Vigência (Término): 02 de março de 2019
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Ana Paula Ramos
Beneficiário:Camila Bussola Tovani
Supervisor no Exterior: Nadine Nassif
Instituição-sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Local de pesquisa: Université Pierre et Marie Curie (Paris 6), França  
Vinculado à bolsa:14/24249-0 - Associação de proteínas osteogênicas a biominerais e óxidos metálicos dopados com terras-raras: interação com sistemas modelo de membrana, BP.DD
Assunto(s):Compostos inorgânicos   Biomineralização   Estrôncio   Colágeno   Hidroxiapatita

Resumo

Os compostos inorgânicos presentes nos organismos vivos são formados por um mecanismo complexo (biomineralização) que envolve etapas de nucleação e crescimento em meio confinado. A necessidade de se desenvolverem novos materiais de reparo ósseo tem conduzido estudos relacionados à biomineralização. O osso é um material híbrido formado por cristais de hidroxiapatita não estequiométrica com morfologia de placas (Hap) e fibrilas de colágeno. A matriz de colágeno desempenha papel fundamental na formação da Hap óssea atuando como meio confinado para o crescimento dos cristais, que por sua vez crescem paralelos ao longo do eixo das fibrilas de colágeno. As substituições de PO43- na estrutura cristalina da Hap é outro efeito responsável pelas propriedades físico-químicas to tecido ósseo, tais como sua natureza pouco cristalina. A substituição de cátions também é observada nesta estrutura. Uma substituição comum é a de Ca2+ por Sr2+ devido às semelhanças nas razões carga/raio. Como conseqüência, Sr, um elemento traço no corpo humano amplamente disponível no solo e na água potável, se acumula preferencialmente no esqueleto. O fato deste elemento ser encontrado principalmente nos ossos tem conduzido vários estudos visando-se à compreensão de seu papel biológico na formação deste tecido e consequentemente sua aplicação em sistemas osteoindutores. Além disso, recentemente, foi demonstrado que não só o metabolismo celular, mas também as propriedades mecânicas do tecido ósseo são afetadas por fármacos anti-osteoporótico contendo Sr2+. Entretanto, poucos estudos abordam o papel deste íon no mecanismo envolvido na mineralização óssea. Nesse sentido, propomos o uso de duas abordagens para estudar o efeito sinergístico entre colágeno e Sr2 + na formação da HAp óssea. Primeiramente, para o estudo do efeito do Sr2+ será adotada uma metodologia desenvolvida por Nassif e colaboradores na qual matrizes de colágeno foram utilizadas para precipitar uma grande variedade de apatitas. Em um segundo momento, membranas de policarbonato com tamanhos de poros controlados serão utilizadas como moldes para a síntese e estudo do mecanismo de precipitação de Hap. Será avaliada a influência das diferentes concentrações de Sr2 +, a presença de uma matriz orgânica e o efeito do confinamento nas propriedades físico-químicas da Hap. Esses materiais serão caracterizados por diversas técnicas que permitem uma investigação em nanoescala tais como espectroscopia de perda de energia de elétrons (EELS), microscopia eletrônica de transmissão criogênica, ressonância magnética de estado sólido, difração de elétrons e espectroscopia Raman. (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)
TOVANI, CAMILA BUSSOLA; GLOTER, ALEXANDRE; AZAIS, THIERRY; SELMANE, MOHAMED; RAMOS, ANA P.; NASSIF, NADINE. Formation of stable strontium-rich amorphous calcium phosphate: Possible effects on bone mineral. Acta Biomaterialia, v. 92, p. 315-324, JUL 1 2019. Citações Web of Science: 2.

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