Scaffolds constituídos por vidros bioativos e matrizes injetáveis para regeneração óssea

• Processo: 18/25871-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2024
• 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
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/01219-5 - Desenvolvimento de scaffolds 3D biomiméticos acelulares para conduzir ossificação endocondral, BE.EP.DR
• Assunto(s): Biovidro Tecidos suporte Materiais híbridos Polissacarídeos Regeneração óssea Físico-química de superfícies
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biovidros | Hidrogéis injetáveis | Materiais Híbridos | polissacarídeos | regeneração óssea | scaffolds | Físico-Química de superfícies

Resumo

O desenvolvimento de moldes tridimensionais (scaffolds) híbridos e injetáveis tem-se mostrado promissor no sentido de produzir materiais com propriedades rebuscadas que podem aprimorar tanto o seu efeito terapêutico junto ao tecido afetado quanto a sua facilidade em se moldar e adaptar a qualquer tipo de defeito ósseo ocasionado por doença ou trauma. Além disso, o uso de vidros bioativos, ou biovidros (BVs) na composição desses moldes pode melhorar a sua atividade osteogênica dada à capacidade desses sistemas vítreos de interagir com o osso impulsionada por processos químicos e bioquímicos estimulados pelos produtos de dissolução dos BVs. Nesse sentido, destaca-se que o objetivo desse projeto é sintetizar e caracterizar scaffolds constituídos tanto por BVs SiO2-CaO-P2O5 / SiO2-SrO-P2O5, contendo Eu3+ e modificados pela adição de Ta5+ ou Nb5+, ou pela associação desses sistemas vítreos com matrizes baseadas nas propriedades gelificantes da quitosana (Qt) e k-carragenana (k-Carr). Efeitos nas propriedades mecânicas, superficiais, bioativas e biológicas desses sistemas tridimensionais promovidos tanto pelas modificações nas composição dos sistemas vítreos quanto pelas combinações desses BVs com hidrogéis injetáveis serão investigados. Além disso, propõe-se um estudo in vitro almejando monitoramento dos produtos de biodegradação desses nos tecidos e órgãos mediante a presença da propriedade de biomarcação conferida pela incorporação de Eu3+. Para síntese desses sistemas vítreos será adotada a metodologias sol-gel, e posteriormente, para a obtenção dos scaffolds híbridos os BVs serão adicionados junto com agentes reticulantes às soluções contendo os referidos polissacarídeos para ocorrência da gelificação in locu. Posteriormente, tantos os BVs quanto os scaffolds serão caracterizadas com relação à sua composição utilizando-se espectroscopia vibracional na região do infravermelho (FTIR), Difração de raios X (DRX) e espalhamento Raman. A morfologia e porosidade será avaliada por meio de análises de microscopia eletrônica de varredura e Microtomografia computadorizada de raios X (micro-CT). A bioatividade e bidegradação serão estudadas por meio da imersão das amostras obtidas no fluído corpóreo que simula o pH e a concentração iônica do plasma sanguíneo (SBF, simulated body fluid). Avaliação das propriedades luminescentes dos sistemas contendo Eu3+ in vitro ocorrerá por meio da espectroscopia de fotoluminescência. A resistência do material será avaliada por meio de testes mecânicos, nos quais a resistência será dada pela análise do módulo de Young. Posteriormente, serão caracterizadas com relação à energia superficial e molhabilidade utilizando-se medidas de ângulo de contato. Os melhores resultados com relação à composição, morfologia, resistência e propriedades superficiais serão selecionados para testes de cultura de osteoblastos in vitro. Espera-se ao final desse projeto que os scaffolds produzidos possam atuar, além de sistemas regeneradores ósseos, como carreadores de compostos com atividade farmacológica, como a curcumina, para que, por meio de sua biodegradação, ocorra tanto a liberação controlada in situ desse composto quanto estimulo para o crescimento do novo tecido que deverá preencher o local do defeito ósseo.

Publicações científicas

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(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; MANIGLIA, BIANCA C.; BUCHET, RENE; MILLAN, JOSE LUIS; CIANCAGLINI, PIETRO; BOTTINI, MASSIMO; RAMOS, ANA PAULA. hree-dimensional cell-laden collagen scaffolds: From biochemistry to bone bioengineerin. JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART B-APPLIED BIOMATERIALS, v. 110, n. 4, NOV 2021. (19/08568-2, 20/08727-0, 19/25054-2, 18/25871-8)

NOGUEIRA, LUCAS FABRICIO BAHIA; CRUZ, MARCOS ANTONIO EUFRASIO; TOVANI, CAMILA BUSSOLA; LOPES, HELENA BACHA; BELOTI, MARCIO MATEUS; CIANCAGLINI, PIETRO; BOTTINI, MASSIMO; RAMOS, ANA PAULA. Curcumin-loaded carrageenan nanoparticles: Fabrication, characterization, and assessment of the effects on osteoblasts mineralization. COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES, v. 217, p. 9-pg., 2022-09-01. (19/25054-2, 19/08568-2, 18/25871-8)

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)

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)

Publicações acadêmicas

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

NOGUEIRA, Lucas Fabrício Bahia. Desenvolvimento de matrizes tridimensionais poliméricas biomiméticas para investigação da mineralização óssea. 2024. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (PCARP/BC) Ribeirão Preto.