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Estabilização de scaffolds de colágeno dentinário com MOFs (metal-organic frameworks) mineralizadas biomimeticamente

Processo: 19/08586-0
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 23 de setembro de 2019
Vigência (Término): 22 de setembro de 2020
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Paulo Noronha Lisboa Filho
Beneficiário:Odair Bim Júnior
Supervisor no Exterior: Ana Karina Barbieri Bedran-Russo
Instituição-sede: Faculdade de Ciências (FC). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
Local de pesquisa : University of Illinois at Chicago (UIC), Estados Unidos  
Vinculado à bolsa:18/02186-8 - Uso de MOFs (metal-organic frameworks) automontáveis na prevenção da degradação da matriz dentinária: cápsulas cristalinas para proteases e revestimentos protetores para fibrilas de colágeno, BP.PD
Assunto(s):Dentina   Biomateriais   Estabilização   Biodegradação   Colágeno

Resumo

O arcabouço de colágeno da dentina está intimamente envolvido na adesão de materiais restauradores resinosos ao dente. A degradação intrínseca da rede de colágeno, observada na base da interface resina-dentina, continua sendo um problema crítico na odontologia adesiva, limitando a vida útil das restaurações dentárias. Objetivos. Esta pesquisa pretende explorar o uso de materiais emergentes multifuncionais denominados MOFs (metal-organic frameworks) - que são formados por agregação de íons metálicos e ligantes orgânicos - na preservação da integridade do colágeno de matrizes de dentina desmineralizadas. Inspirados em aplicações recentes de MOFs na biointerface, postulamos que fibrilas de colágeno (de dentina humana desmineralizada) podem induzir a mineralização biomimética de cristais de MOF como revestimentos de proteção para estabilizar e reforçar as fibrilas nuas. O propósito do revestimento de MOF biomimeticamente mineralizado é proporcionar propriedades mecânicas e bioestabilidade superiores ao arcabouço de colágeno dentinário, afetando positivamente a longevidade da adesão resina-dentina. Métodos. A MOF microporosa com base em zinco conhecida como ZIF-8 (zeolitic imidazolate framework-8) será a principal candidata para a realização deste estudo devido a sua notável estabilidade química sob condições fisiológicas e boa biocompatibilidade. Além disso, a ZIF-8 já foi empregada como revestimento protetor para diferentes biomacromoléculas anteriormente. Scaffolds de colágeno (obtidos por condicionamento ácido de amostras de dentina pré-cortadas) serão incubados individualmente em soluções aquosas contendo os precursores típicos para a mineralização de cristais de ZIF-8. A formação de revestimentos de MOF protetores deverá ser facilitada pela afinidade da proteína fibrilar com os precursores da estrutura metalorgânica. As fibrilas de colágeno modificadas com o revestimento de ZIF-8 serão caracterizadas quanto a sua morfologia, comportamento mecânico/nano-mecânico e bioestabilidade frente a desafios enzimáticos com colagenases. Resultados esperados. Esperamos identificar uma potencial aplicação biomédica de MOFs protetoras mineralizadas biomimeticamente na estabilização de tecidos que são cruciais para a vida útil das restaurações dentárias de hoje em dia.