Celulose nanocristalina produzida enzimaticamente como material de engenharia sustentável para formulação de biotinta em bioprinting 3D

• Processo: 25/01682-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica - Bioengenharia
• Pesquisador responsável: Valdeir Arantes
• Beneficiário: Laura Lis Coimbra Silva
• Supervisor: Marco Andre Neves Domingos
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Manchester, Inglaterra
• Vinculado à bolsa: 22/11125-8 - Otimização da produção de celulose nanocristalina, via enzimática, a partir de polpa celulósica pré-tratada mecanicamente, BP.IC
• Assunto(s): Bioimpressão tridimensional Materiais nanoestruturados
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bioink | Cellulose nanocrystal | Hydrogel | 3D bioprinting | Nanomateriais

Resumo

Na Engenharia de Tecidos, a falta de modelos in vitro que replicam com precisão as fisiologias dos tecidos e órgãos humanos representa um obstáculo significativo para o progresso clínico de tratamentos e desenvolvimentos medicinais mais eficazes in vivo. Em resposta a essa dificuldade, o uso de hidrogéis à base de polissacarídeos se destaca na formulação de biotintas para bioimpressão 3D com o objetivo de montar um tecido ou órgão desejado. No entanto, esse processo apresenta um dilema: tradicionalmente, as formulações de biotintas exigem compósitos de baixa viscosidade, que favorecem a viabilidade celular, mas podem comprometer a resolução e fidelidade das estruturas impressas. Portanto, visando atingir um material que contemple ambas as propriedades - alta viabilidade celular e excelente imprimibilidade - o presente projeto propõe a aplicação de nanocristais de celulose, produzidos por hidrólise enzimática, como modificador reológico nas formulações de biotintas. Os nanocristais de celulose são tipicamente produzidos por hidrólise ácida sulfúrica, o que apresenta desafios ambientais e econômicos. Em contraste, a hidrólise enzimática oferece uma abordagem mais sustentável, permitindo um maior controle das propriedades do material, o que é crucial para a bioimpressão 3D. Assim, o presente trabalho foca nas propriedades de fluência e mecânicas de hidrogéis, expandindo as perspectivas de aplicação dos nanocristais na formulação de biotintas para bioimpressão baseado em extrusão.