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

(9)

(As publicações científicas contidas nesta página são originárias da Web of Science ou da SciELO, cujos autores mencionaram números dos processos FAPESP concedidos a Pesquisadores Responsáveis e Beneficiários, sejam ou não autores das publicações. Sua coleta é automática e realizada diretamente naquelas bases bibliométricas)

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)

BACKES, EDUARDO HENRIQUE; HARB, SAMARAH VARGAS; PINTO, LEONARDO ALVES; DE MOURA, NAYARA KOBA; DE MELO MORGADO, GUILHERME FERREIRA; MARINI, JULIANO; PASSADOR, FABIO ROBERTO; PESSAN, LUIZ ANTONIO. Thermoplastic polyurethanes: synthesis, fabrication techniques, blends, composites, and applications. Journal of Materials Science, v. 59, n. 4, p. 30-pg., 2024-01-18. (19/27415-2, 17/11366-7, 18/26060-3, 20/12501-8)

HARB, SAMARAH V.; KOLANTHAI, ELAYARAJA; BACKES, EDUARDO H.; BEATRICE, CESAR A. G.; PINTO, LEONARDO A.; NUNES, ANA CAROLINA C.; SELISTRE-DE-ARAUJO, HELOISA S.; COSTA, LIDIANE C.; SEAL, SUDIPTA; PESSAN, LUIZ ANTONIO. Effect of Silicon Dioxide and Magnesium Oxide on the Printability, Degradability, Mechanical Strength and Bioactivity of 3D Printed Poly (Lactic Acid)-Tricalcium Phosphate Composite Scaffolds. TISSUE ENGINEERING AND REGENERATIVE MEDICINE, v. 21, n. 2, p. 20-pg., 2023-10-19. (18/26060-3, 17/09609-9, 19/27415-2, 17/11366-7, 21/11538-8)

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)

PINTO, LEONARDO ALVES; BACKES, EDUARDO HENRIQUE; HARB, SAMARAH VARGAS; PINTO, GABRIEL MATHEUS; DA CUNHA, DANIEL APARECIDO LOPES VIEIRA; ANDRADE, RICARDO JORGE ESPANHOL; FECHINE, GUILHERMINO JOSE MACEDO; SELISTRE-DE-ARAUJO, HELOISA SOBREIRO; COSTA, LIDIANE CRISTINA; PESSAN, LUIZ ANTONIO. Shape memory thermoplastic polyurethane/polycaprolactone blend and composite with hydroxyapatite for biomedical application. Journal of Materials Research, v. 39, n. 1, p. 17-pg., 2023-10-25. (21/11538-8, 18/26060-3, 20/11496-0)

BRAZ, ALVARO G.; HARB, SAMARAH, V; TRENTIN, ANDRESSA; KOLANTHAI, ELAYARAJA; NURMELA, ASTA; PULCINELLI, SANDRA H.; PAKARINEN, JANNE; SEAL, SUDIPTA; SANTILLI, CELSO, V. Exploring lignin potential on polyurethane-silica hybrid coatings tribological, anticorrosive and bactericidal properties. Progress in Organic Coatings, v. 198, p. 13-pg., 2024-10-29. (21/11538-8, 23/09958-4, 23/01616-7, 18/26060-3)

MAREGA, FELIPPE MIGLIATO; KLOK, LARISSA ALINE; STEFFEN, TERESA TROMM; CUNHA, DANIEL A. L. V.; HARB, SAMARAH V.; KOLANTHAI, ELAYARAJA; SEAL, SUDIPTA; BECKER, DANIELA; PESSAN, LUIZ ANTONIO; COSTA, LIDIANE CRISTINA. Development of surface-treated poly(lactic acid)/zinc oxide biocomposites for 3D printing in bone tissue engineering. Journal of Applied Polymer Science, v. 141, n. 38, p. 16-pg., 2024-07-08. (18/26060-3, 17/09609-9, 19/27415-2, 17/11366-7, 21/11538-8, 22/03157-7)

HARB, SAMARAH, V; KOLANTHAI, ELAYARAJA; PINTO, LEONARDO A.; BEATRICE, CESAR A. G.; BEZERRA, EWERTON DE O. T.; BACKES, EDUARDO H.; COSTA, LIDIANE C.; SEAL, SUDIPTA; PESSAN, LUIZ A.. Additive manufacturing of bioactive and biodegradable poly (lactic acid)-tricalcium phosphate scaffolds modified with zinc oxide for guided bone tissue repair. Biomedical Materials, v. 19, n. 5, p. 16-pg., 2024-09-01. (17/09609-9, 19/27415-2, 17/11366-7, 18/26060-3)