Desenvolvimento de filamentos nanocompósitos poliméricos com propriedades anti-inflamatórias para impressão 3D como substituintes ósseos

• Processo: 18/07860-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Luiz Henrique Capparelli Mattoso
• Beneficiário: Marcela Piassi Bernardo
• Instituição Sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/22214-6 - Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/23027-8 - Desenvolvimento e avaliação da interação celular de scaffolds impressos em 3D para reconstrução óssea, BE.EP.PD
• Assunto(s): Nanocompósitos Osso e ossos Biomateriais Impressão tridimensional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomateriais | filamentos poliméricos | impressão 3D | liberação de fármaco | nanocompósitos | tecido ósseo | nanocompósitos poliméricos

Resumo

O desenvolvimento de biomateriais é necessário, devido ao crescente aumento do número de pacientes com injúrias no tecido ósseo. Neste sentido, biomateriais nanocompósitos são interessantes devido à possibilidade de aliar, mediante a escolha adequada de uma matriz polimérica e carga cerâmica, as propriedades de biocompatibilidade, bioabsorção e mecânicas em faixa compatível a estruturas ósseas. Técnicas de prototipagem rápida (impressão 3D) vêm se popularizando, o que possibilita a construção de implantes em formatos complexos produzindo estruturas sob medida, adequados às necessidades do paciente. Uma das principais técnicas com equipamentos já disponíveis no mercado nacional é baseada na fusão de filamentos poliméricos. No entanto, estão disponíveis apenas filamentos baseados em polímeros puros e em geral, sem diferenciais em propriedades mecânicas ou funcionais. Portanto, este projeto tem como principal desafio desenvolver condições de processamento para obtenção de filamentos nanocompósitos osteointegráveis adequados à impressão 3D por fusão de filamento e que apresentem propriedades mecânicas adequadas visando aplicação em engenharia de tecidos e medicina regenerativa. Serão utilizados como materiais o PLA ((Poli-(ácido lático) matriz polimérica biocompatível e biodegradável), nanohidroxiapatita (cerâmica compatível à regeneração de tecidos ósseos) e hidróxido duplo lamelar intercalado com fármaco anti-inflamatório (naproxeno). Serão realizados estudos detalhados das interações destes constituintes, buscando a otimização dos parâmetros para aplicação em impressoras 3D. Para tanto, a metodologia de obtenção dos compósitos será baseada no método de mistura por fusão. Serão realizadas caracterizações dos materiais (pelas técnicas de DRX, FTIR, TG/DTG, MEV-MET, entre outras); ensaios mecânicos; avaliação da indução de diferenciação celular; avaliação de citotoxicidade, biocompatibilidade, resposta do sistema imunológico (ensaios in vitro) e avaliação da liberação do fármaco.

Publicações científicas

(7)

(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)

OLDONI, FERNANDA C. A.; BERNARDO, MARCELA P.; FILHO, JOSEMAR G. OLIVEIRA; DE AGUIAR, ALINE C.; MOREIRA, FRANCYS K. V.; MATTOSO, LUIZ H. C.; COLNAGO, LUIZ A.; FERREIRA, MARCOS D.. Valorization of mangoes with internal breakdown through the production of edible films by continuous solution casting. LWT-FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY, v. 145, JUN 2021. (18/07860-9, 19/13656-8, 18/24612-9)

MALAFATTI, JOAO O. D.; BERNARDO, MARCELA P.; MOREIRA, FRANCYS K. V.; CIOL, HELOISA; INADA, NATALIA M.; MATTOSO, LUIZ H. C.; PARIS, ELAINE C.. Electrospun poly(lactic acid) nanofibers loaded with silver sulfadiazine/[Mg-Al]-layered double hydroxide as an antimicrobial wound dressing. POLYMERS FOR ADVANCED TECHNOLOGIES, v. 31, n. 6, p. 1377-1387, JUN 2020. (13/07276-1, 18/07860-9)

BERNARDO, MARCELA P.; DA SILVA, BRUNA C. R.; HAMOUDA, I, AHMED E.; DE TOLEDO, MARCELO A. S.; SCHALLA, CARMEN; RUTTEN, STEPHAN; GOETZKE, ROMAN; MATTOSO, LUIZ H. C.; ZENKE, MARTIN; SECHI, ANTONIO. LA/Hydroxyapatite scaffolds exhibit in vitro immunological inertness and promote robust osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells without osteogenic stimul. SCIENTIFIC REPORTS, v. 12, n. 1, FEB 11 2022. (18/07860-9, 19/23027-8)

BLANCO, GUILHERME E. DE O.; DE SOUZA, CLOVIS W. O.; BERNARDO, MARCELA P.; ZENKE, MARTIN; MATTOSO, LUIZ H. C.; MOREIRA, FRANCYS K. V.. Antimicrobially active gelatin/[Mg-Al-CO3 ]-LDH composite films based on clove essential oil for skin wound healing. MATERIALS TODAY COMMUNICATIONS, v. 27, JUN 2021. (19/23027-8, 18/07860-9)

MUNHOZ, DAVI R.; BERNARDO, MARCELA P.; MALAFATTI, JOAO O. D.; MOREIRA, FRANCYS K. V.; MATTOSO, LUIZ H. C.. Alginate films functionalized with silver sulfadiazine-loaded [Mg-Al] layered double hydroxide as antimicrobial wound dressing. International Journal of Biological Macromolecules, v. 141, p. 504-510, DEC 1 2019. (10/11584-5, 12/21867-0, 18/07860-9)

BERNARDO, MARCELA P.; RODRIGUES, BRUNA C. S.; DE OLIVEIRA, TAMIRES D.; GUEDES, ADRIANA P. M.; BATISTA, ALZIR A.; MATTOSO, LUIZ H. C.. NAPROXEN/LAYERED DOUBLE HYDROXIDE COMPOSITES FOR TISSUE-ENGINEERING APPLICATIONS: PHYSICOCHEMICAL CHARACTERIZATION AND BIOLOGICAL EVALUATION. CLAYS AND CLAY MINERALS, v. 68, n. 6, JAN 2021. (18/07860-9)

BERNARDO, MARCELA PIASSI; RODRIGUES DA SILVA, BRUNA CRISTINA; CAPPARELLI MATTOSO, LUIZ HENRIQUE. Development of three-dimensional printing filaments based on poly(lactic acid)/hydroxyapatite composites with potential for tissue engineering. JOURNAL OF COMPOSITE MATERIALS, v. 55, n. 17, p. 2289-2300, JUL 2021. (18/07860-9)