"Da bioinspiração à inovação: repertório de moléculas bioativas fisioestruturais do osso como guia para o desenvolvimento de produtos biomiméticos"

• Processo: 24/03886-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2024
• Situação: Interrompido
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Willian Fernando Zambuzzi
• Beneficiário: Gerson Santos de Almeida
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IBB). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Botucatu. Botucatu , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/14873-3 - Bioengenharia de Tecido Ósseo como Plataforma In Vitro: Desenvolvimento de Criogéis Porosos Funcionalizados para Terapias Combinadas, BE.EP.PD
• Assunto(s): Bioimpressão tridimensional Biomateriais Moléculas bioativas Remodelação óssea Biotecnologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioimpressão 3D | Biomateriais | Biomimético | Células ósseas | Moléculas bioativas | Remodelação óssea | Biotecnologia

Resumo

Apesar de parecer estático, o tecido ósseo é altamente dinâmico, com reconhecida capacidade de remodelamento e regeneração ao longo da vida dos vertebrados, atividade controlada pelo acoplamento entre osteoblastos e osteoclastos. Em casos de lesões extensas e de tamanho crítico, surge a necessidade de material de suporte para contribuir com eventos de reparo/regeneração do tecido, exigindo o uso clínico de biomateriais, como os fosfatos de cálcio, que desempenham um papel crucial na medicina regenerativa devido às suas propriedades excepcionais. Esses materiais, quimicamente similares aos componentes do tecido ósseo, criam um ambiente favorável para a proliferação e diferenciação celular, fundamentais para a regeneração de tecidos danificados ou perdidos devido a lesões, doenças ou envelhecimento. Além disso, os fosfatos de cálcio podem ser projetados para serem biocompatíveis e biodegradáveis, sendo bem tolerados pelo corpo e integrados ao tecido ao longo do tempo. O presente projeto visa o desenvolvimento de fosfatos de cálcio dopados para fins de regeneração óssea, com potencial aplicação como materiais de preenchimento ósseo, revestimentos de elementos metálicos ou hidrogéis. Para identificar quais elementos são propícios para a dopagem, camundongos serão utilizados na ETAPA I, onde será coletado o osso dos embriões durante o desenvolvimento da ossificação endocondral para análise proteômica, sequenciamento de RNA e dos elementos químicos, além de suas concentrações. Com os dados obtidos, os fosfatos de cálcio serão sintetizados e submetidos à caracterização físico-química, seguidos de testes in vitro de biocompatibilidade, expressão gênica e de proteínas, zimografia e ensaios de mineralização em células osteoblásticas, o que compreende a ETAPA II. Na ETAPA III, serão realizados ensaios in vivo buscando compreender a capacidade osteo-regenerativa do novo constructo proposto, utilizando camundongos submetidos a testes biológicos descritos na literatura. Destaca-se ainda o interesse em pleitear uma bolsa de complementar BEPE para estágio sanduíche, por meio de parceria com o Prof. João Mano, Universidade de Aveiro, Portugal, com quem temos iniciado parceria em 2024, visando desenvolver protocolos prévios de síntese e combinações, otimizando aplicações do biomaterial em injúrias do tecido ósseo. Cumpre destacar que o candidato, Dr Gerson, desempenhou metodologias de síntese e caracterização de hidrogeis a base de quitosana no Canadá, quando trabalhou junto ao grupo do Prof. Diego Mantovani, na Universidade de Laval. O projeto utilizará a estrutura já montada pelos recursos provenientes do auxílio JP-FAPESP (2014/22689-3) e do Projeto Regular vigente (FAPESP: 2022/15157-1).

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)

MAURICIO, DANILO CERVANTES; GONCALVES, VINICIUS RICHIERI MANSO; TORRENTO, JHULIENE ELEN MURO; PINTAO, CARLOS ALBERTO FONZAR; GRANDINI, CARLOS ROBERTO; AFONSO, CONRADO RAMOS MOREIRA; DE ALMEIDA, GERSON SANTOS; ZAMBUZZI, WILLIAN FERNANDO; CORREA, DIEGO RAFAEL NESPEQUE. In-situ production of a biomedical metal-matrix composite based on a high entropy alloy reinforced with TiC and TiB. JOURNAL OF MATERIALS RESEARCH AND TECHNOLOGY-JMR&T, v. 35, p. 11-pg., 2025-03-01. (23/09532-7, 22/15157-1, 24/01132-2, 24/03148-3, 24/03886-4, 21/13921-3)

DE ALMEIDA, GERSON SANTOS; SUTER, LUISA CAMILO; PINTO, THAIS SILVA; CARRA, MARIA GABRIELA JACHETO; FELTRAN, GEORGIA DA SILVA; DE MORAES, JULIA FERREIRA; CORREA, DIEGO RAFAEL NESPEQUE; SAEKI, MARGARIDA JURI; LISBOA-FILHO, PAULO NORONHA; ZAMBUZZI, WILLIAN FERNANDO. The Biological Properties of Co-Doped Monetite Are Influenced by Thermal Treatment. JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART B-APPLIED BIOMATERIALS, v. 113, n. 2, p. 21-pg., 2025-02-01. (19/26854-2, 24/03886-4, 22/15157-1)

GONCALVES, VINICIUS RICHIERI MANSO; CORREA, DIEGO RAFAEL NESPEQUE; CARDOSO, GIOVANA COLLOMBARO; DE ALMEIDA, GERSON SANTOS; ZAMBUZZI, WILLIAN FERNANDO; AFONSO, CONRADO RAMOS MOREIRA; LISBOA-FILHO, PAULO NORONHA; GRANDINI, CARLOS ROBERTO. Micro-arc oxidation treatment applied on the surface of β Ti-Nb matrix composites as a strategy to modulate cellular behavior. SURFACE & COATINGS TECHNOLOGY, v. 506, p. 15-pg., 2025-06-15. (18/00746-6, 18/18293-8, 15/50280-5, 24/00306-7, 22/15157-1, 24/03886-4)