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

• Processo: 19/08586-0
• Modalidade de apoio: 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: 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
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biodegradação | colageno | dentina | Estabilização | Metal-organic frameworks | Mineralização biomimética | Biomateriais

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.

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)

BIM-JUNIOR, ODAIR; CURYLOFO-ZOTTI, FABIANA; REIS, MARIANA; ALANIA, YVETTE; LISBOA-FILHO, PAULO N.; BEDRAN-RUSSO, ANA K.. Surface-Directed Mineralization of Fibrous Collagen Scaffolds in Simulated Body Fluid for Tissue Engineering Applications. ACS APPLIED BIO MATERIALS, v. 4, n. 3, p. 2514-2522, MAR 15 2021. (19/08586-0)