Hidrogéis multicompartimentalizados como modelo de prototecidos funcionais

• Processo: 23/10643-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Watson Loh
• Beneficiário: Giovanni Bortoloni Perin
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/12071-6 - Arquitetando coloides via interações supramoleculares: de fundamentos a aplicações, AP.TEM
• Assunto(s): Coloides Enzimas Hidrogéis
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: colóides | enzimas | Hidrogéis | Ligações covalente dinâmicas | Micelas de coacervados poliméricos | Prototecido | coloides

Resumo

Mimetizar a natureza é uma importante estratégia para o desenvolvimento de estruturas sintéticas com características similares às estruturas encontradas nos seres vivos. Proto-organelas, protocélulas e prototecidos são definidos como estruturas sintéticas que mimetizam seus análogos biológicos e cujo desenvolvimento recente tem trazido avanços na construção de novos biomateriais. Este projeto visa o preparo de hidrogéis multicompartimentalizados como modelo de prototecidos funcionais. O prototecido será formado pela incorporação covalente de proto-organelas baseadas em micelas de coacervados poliméricos (C3Ms) carregadas com enzimas em um hidrogel que mimetiza a matriz extracelular de tecidos. A funcionalidade do prototecido será a responsividade de seu comportamento mecânico a variações de pH, o qual poderá será controlado por reações enzimáticas no interior das C3Ms que aumentam ou diminuem o pH do meio. O comportamento mecânico será monitorado por ensaios de compressão e as reações enzimáticas por medidas de pH. Os hidrogéis serão preparados pela reticulação de polissacarídeos contendo grupos aldeídos e aminas através de ligações iminas reversíveis, que são formadas em pH básico e se rompem em pH ácido. C3Ms carregadas com enzimas serão construídas a partir do copolímero em bloco poli(oxazolina de etila)-poli(ácido metacrílico) (PEtOx-PAMa), do poli(cloreto de dialildimetilamônio) e das enzimas glicose oxidase e urease. O copolímero PEtOx-PAMa será sintetizado combinando a polimerização catiônica de abertura de anel e a polimerização por transferência reversível de cadeia por adição-fragmentação e será funcionalizado com grupos terminais amina para atuar como agente reticulante extra.