Scaffolds bioativos e bactericidas para regeneração óssea via impressão 3D

• Processo: 18/26060-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Luiz Antonio Pessan
• Beneficiário: Samarah Vargas Harb
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 21/11538-8 - Bioatividade e ação bactericida de scaffold constiuídos de PLA-TCP modificado com SiO2, ZnO e CeO2 e obtidos por impressão 3D aplicados para engenharia de tecido ósseo, BE.EP.PD
• Assunto(s): Bioatividade Regeneração óssea Biomateriais Tecidos suporte Impressão tridimensional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bioatividade | impressão 3D | modelagem por deposição no estado fundido (FDM) | Propriedade bactericida | regeneração óssea | scaffold | Biomateriais

Resumo

A impressão 3D vem revoluncionando a área médica, e em especial a fabricação de próteses ortopédicas, devido à versatilidade de adaptação da prótese para um determinado defeito/indivíduo, ao baixo custo, a rapidez para impressão do material desejado e a possibilidade de acelerar a osseintegração devido a estrutura porosa dos scaffolds, diminuindo o tempo de recuperação do paciente e a necessidade de adicionais intervenções cirúrgicas. Scaffolds bioativos e biodegradáveis obtidos por impressão 3D que mimetizam a matriz extracelular natural do osso (arquitetura, bioquímica e propriedades mecânicas) atuam como moldes temporários para orientar o crescimento do novo tecido. Este projeto tem como objetivo a produção de scaffolds constituídos de poli(ácido láctico) (PLA)-beta fosfato tricálcio (²-TCP) modificados por (i) elementos para promoção da diferenciação de células-tronco mesenquimais em osteoblastos como o Mg, Sr e Si, e (iii) agentes bactericidas como nanopartículas de Ag, Se e Ce. A contaminação por bactéria pode levar a severas infecções e até a necessidade de substituição do implante, e portanto um especial foco será dado a propriedade bactericida dos materiais desenvolvidos. Os compósitos serão utilizados como filamentos para impressão 3D por modelagem por deposição no estado fundido (fused deposition modeling - FDM), para obtenção de scaffolds com propriedades mecânicas adequadas, morfologia controlada (tamanhos de poros que mimetizem a estrutura óssea), comportamento bioativo, e permeabilidade a fluídos corporais/proteínas suficientes para a aplicação em regeneração óssea. As propriedades reológicas, estruturais, térmicas e mecânicas dos scaffolds serão analisadas com uma vasta gama de técnicas disponíveis no Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa), e estudos in vitro com células e bactérias serão realizados no Laboratório de Bioquímica e Biologia Molecular (LBBM), localizado no Departamento de Ciências Fisiológicas da UFSCar e em um estágio de pesquisa no exterior (BEPE).

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)

BACKES, EDUARDO HENRIQUE; HARB, SAMARAH VARGAS; BEATRICE, CESAR AUGUSTO GONCALVES; SHIMOMURA, KAWANY MUNIQUE BORIOLO; PASSADOR, FABIO ROBERTO; COSTA, LIDIANE CRISTINA; PESSAN, LUIZ ANTONIO. Polycaprolactone usage in additive manufacturing strategies for tissue engineering applications: A review. JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART B-APPLIED BIOMATERIALS, DEC 2021. (18/14151-4, 17/11366-7, 18/26060-3, 17/09609-9)

BACKES, EDUARDO HENRIQUE; BEATRICE, CESAR AUGUSTO GONCALVES; SHIMOMURA, KAWANY MUNIQUE BORIOLO; HARB, SAMARAH VARGAS; PACHANE, BIANCA CRUZ; SELISTRE-DE-ARAUJO, HELOISA SOBREIRO; COSTA, LIDIANE CRISTINA; PASSADOR, FABIO ROBERTO; PESSAN, LUIZ ANTONIO. Development of poly(epsilon-polycaprolactone)/hydroxyapatite composites for bone tissue regeneration. Journal of Materials Research, v. 36, n. 15, SI, AUG 2021. (11/21313-1, 17/09609-9, 18/14151-4, 17/11366-7, 18/26060-3)

GONCALVES BEATRICE, CESAR AUGUSTO; BORIOLO SHIMOMURA, KAWANY MUNIQUE; BACKES, EDUARDO HENRIQUE; HARB, SAMARAH VARGAS; COSTA, LIDIANE CRISTINA; PASSADOR, FABIO ROBERTO; PESSAN, LUIZ ANTONIO. Engineering printable composites of poly (epsilon-polycaprolactone) / beta-tricalcium phosphate for biomedical applications. Polymer Composites, v. 42, n. 3, DEC 2020. (17/11366-7, 18/26060-3, 17/09609-9, 18/14151-4, 11/21313-1)