Desenvolvimento de arcabouços híbridos conténdo hidrogéis biodegradáveis para entrega de células e drogas para a regeneração do osso

• Processo: 24/16384-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Ana Paula Ramos
• Beneficiário: Gildacio Pereira Chaves Filho
• Supervisor: Marco Andre Neves Domingos
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Manchester, Inglaterra
• Vinculado à bolsa: 23/07244-4 - Desenvolvimento de sistema de cocultura de celulas para estudar o efeito de novos complexos de estrôncio e flavonoides com possível aplicação na regeneração do osso e da cartilagem, BP.PD
• Assunto(s): Bioimpressão tridimensional Físico-química de superfícies
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bone regeneration | carrageenan | flavonoid complexes | 3D bioprinting | Físico-química de superfícies

Resumo

O envelhecimento precoce da população e o aparecimento de doenças crônicas podem afetar as capacidades regenerativas do tecido ósseo. Esses problemas, aliados às limitações das terapias clínicas atuais, desencadearam a busca por soluções alternativas baseadas na combinação de biomateriais, células e biomoléculas, uma estratégia comumente denominada Engenharia de Tecidos (ET). A tendência mais recente no campo da ET óssea compreende à fabricação de scaffolds híbridos por meio de impressão tridimensional (3D). Nas últimas Duas décadas, a rápida progressão e inovadora progressão da ciência apontou a impressão 3D como uma técnica promissora de biofabricação, inclusive no desenvolvimento de andaimes híbridos para mimetismo e regeneração de tecidos. A produção de uma matriz orgânica/inorgânica porosa é uma estratégia promissora em ET ósseo. Além disso, a incorporação de moléculas bioativas e células-tronco mesenquimais através de um hidrogel de matriz em estruturas de andaime é um método atraente para melhorar a regeneração tecidual por meio da entrega controlada de células e liberação de drogas para diferenciação celular ativa e prevenir processos de infecção inflamatória ou bacteriana. Nesse sentido, o uso de complexos à base de flavonoides (que já apresentavam efeitos osteoindutores e anti-inflamatórios) com estrôncio (que têm efeito benéfico no metabolismo ósseo) poderia resultar em uma molécula potente no desenvolvimento de novas terapias para ativação da diferenciação osteogênica e melhora da regeneração óssea. No entanto, apesar dos progressos recentes, ainda faltam hidrogéis poliméricos com propriedades físicas e químicas ajustáveis para a fabricação de construções 3D capazes de replicar a organização estrutural e funcional dos tecidos ósseos humanos enquanto entregam células e biomoléculas. Portanto, a presente proposta visa enfrentar esse desafio e produzir um andaime híbrido 3D, compreendendo uma matriz porosa inorgânica preenchida com hidrogel biodegradável à base de carragenina para replicar a matriz extracelular óssea nativa, ao mesmo tempo em que suporta cargas mecânicas fisiologicamente relevantes, fornecendo células e moléculas com potencial para a formação óssea ativa.