Desenvolvimento de scaffolds porosos com sistema de macro-canais orientados: associação das técnicas de bubbling-effect e impressão tri-dimensional

• Processo: 20/10369-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências da Saúde - Odontologia - Materiais Odontológicos
• Pesquisador responsável: Diana Gabriela Soares dos Passos
• Beneficiário: Fernanda Balestrero Cassiano
• Instituição Sede: Faculdade de Odontologia de Bauru (FOB). Universidade de São Paulo (USP). Bauru , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 16/15674-5 - Associação de técnicas de engenharia tecidual para modulação da regeneração de tecidos mineralizados sob inflamação degenerativa: análise em modelos de cultura-3D em biorreator de perfusão e inflamatórios em animais, AP.JP
• Assunto(s): Medicina regenerativa Engenharia tecidual Tecidos suporte Tecidos mineralizados Regeneração tecidual Impressão tridimensional Reatores biológicos Cultura de células Modelos animais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cultivo Celular em Biorreator de Perfusão | Engenharia tecidual | Impressão Tridimensional | Regeneração Tecidual | scaffolds | Tecidos mineralizados | Medicina e Odontologia Regenerativas

Resumo

O desenvolvimento de scaffolds para terapias cell homing visando a regeneração de tecidos mineralizados (osso e dentina) se apresenta como uma alternativa inovadora visando o estabelecimento de terapias minimamente invasivas capazes de acelerar a regeneração e reparo tecidual. Para tanto, o desenvolvimento de composições bioativas e a obtenção de um padrão arquitetural que favoreça a infiltração e interação das células precursoras, bem como a angiogênese, são cruciais. Dessa forma, este projeto tem a proposta de associar tecnologias simples e de baixo custo para desenvolver scaffolds de quitosana contendo uma fase mineral bioativa, apresentando uma macro-arquitetura composta por uma rede de poros e canais interconectados. Na primeira etapa (Fase 1), serão formuladas diferentes composições de scaffolds de quitosana em associação com hidróxido de cálcio, carbonato de cálcio, fosfato de cálcio e silicato de cálcio, por meio da técnica bubbling effect, de forma a estabelecer composições bioativas com uma rede de macro-poros ordenada e interconectada. Os scaffolds passarão por análises morfológicas (MEV/EDS, microCT) e físico-químicas-mecânicas (FTIR, degradação, liberação de cálcio, porosidade, swelling, módulo de elasticidade, resistência compressiva). A caracterização biológica será realizada por meio da semeadura de células pulpares humanas (HDPC) ou de linhagem osteoblástica (SAOS-2) diretamente nos scaffolds, e por meio do cultivo das células nos extratos coletados dos materiais, verificando-se, assim, a interação direta célula-material, bem como seu efeito modulador da diferenciação osteo/odontoblástica à distância, característica primordial para terapias cell homing. Na fase 2, serão confeccionados moldes negativos através de impressão tri-dimensional (3D) para obtenção de scaffolds com macro-canais de diferentes diâmetros e distribuição, de forma a criar vias de infiltração no interior dos materiais, as quais serão interconectados aos macro-poros criados pelo bubbling effect. As caracterizações morfológicas, físico-químicas-mecânicas e biológicas em modelo de cultura estático com as HDPC e SAOS-2 serão realizadas. Adicionalmente, a adesão e espalhamento de células endoteliais (HUVECs) na macroestrutura desenvolvida será avaliada. Posteriormente, as formulações com melhores resultados serão avaliadas biologicamente em modelo de cultura dinâmico em biorreator de perfusão, sendo os construtos implantados no subcutâneo de camundongos imunocomprometidos para avaliar migração celular, deposição tecidual, organização vascular e integração com o tecido do hospedeiro através de análises histológicas. Finalmente, na fase 3, os scaffolds selecionados serão implantados em defeitos críticos em calvária de ratos, para avaliar a formação de tecido mineralizado em sítio de aplicação específico in vivo (histologia, microCT). Os dados qualitativos serão analisados descritivamente e os dados quantitativos serão submetidos a análises estatísticas específicas. (AU)