Hidrogel Biofuncional Fotorresponsivo como Sistema de Liberação Controlada de Fármacos com Ação Antimicrobiana e Anti-inflamatória para o Tratamento de Infecções Peri-implantares

• Processo: 25/04497-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2028
• Área de conhecimento: Ciências da Saúde - Odontologia - Materiais Odontológicos
• Pesquisador responsável: Valentim Adelino Ricardo Barão
• Beneficiário: Gabriel Pereira Nunes
• Instituição Sede: Faculdade de Odontologia de Piracicaba (FOP). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Piracicaba , SP, Brasil
• Assunto(s): Ácido fólico Antibacterianos Hidrogéis Peri-implantite Tetraciclina Implantodontia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: ácido fólico | agentes antibacterianos | Agentes Anti-Inflamatórios | hidrogel | Peri-implantite | tetraciclina | Implantodontia

Resumo

A peri-implantite é caracterizada pela presença de um biofilme patogênico disbiótico em torno dos implantes, levando à inflamação dos tecidos moles e à perda óssea progressiva nas regiões peri-implantares, o que representa uma das principais causas de falhas e perda de implantes. A ausência de consenso sobre o tratamento ideal reflete a ineficácia das abordagens tradicionais, como o desbridamento mecânico e o uso de antibióticos sistêmicos, especialmente devido às altas taxas de resistência bacteriana. Nesse cenário, hidrogéis surgem como biomateriais promissores para a liberação local, controlada e sustentada de fármacos, capazes de transportar agentes com propriedades antibacterianas e anti-inflamatórias, configurando um sistema biofuncional com segurança terapêutica. Assim, este estudo tem como objetivo desenvolver uma nova abordagem terapêutica para o controle da peri-implantite por meio de um hidrogel fotorresponsivo à base de gelatina metacrilada (GelMA), que será carregado com o antibiótico tetraciclina (TC) e ácido fólico (AF), visando uma liberação controlada e uma ação antimicrobiana direcionada. Serão avaliados 4 grupos: (1) GelMA (controle), (2) GelMA + TC, (3) GelMA + AF e (4) GelMA + TC + AF. A concentração inibitória mínima (CIM) e a concentração bactericida mínima (CBM) da TC serão determinadas, enquanto a concentração de AF utilizada será baseada em nosso estudo prévio (Costa et al., 2024a), ajustada por meio de um estudo piloto. Após a síntese do hidrogel, sua morfologia será avaliada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), interação e funcionalidade por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), tempo de gelificação, propriedades reológicas, distribuição de massa por cromatografia de permeação em gel, adesão, grau de intumescência, degradação, e liberação de TC e AFs por cromatografia líquida de alta eficiência. A atividade antimicrobiana será avaliada utilizando modelo de biofilme polimicrobiano (microcosmo) desenvolvido na superfície de implantes dentários fixados em posicionadores para simular a reabsorção óssea presente na peri-implantite e confirmação desses efeitos in situ com a aplicação oral do hidrogel em implantes alocados em dispositivo palatinos que serão utilizados por voluntários. Serão avaliados nos experimentos in vitro e in situ as unidades formadoras de colônias (UFC), morfologia do biofilme por MEV, viabilidade celular por microscopia confocal a laser (MCL) e composição microbiana por DNA-DNA checkerboard. Análises qualitativas e quantitativas serão realizadas para confirmar a ausência de toxicidade do hidrogel quando em contato com células de fibroblastos gengivais e células pré-osteoblásticas MC3T3-E1, por meio das análises de CCK-8, atividade metabólica por MTT, viabilidade celular (Live/Dead) e microscopia de fluorescência, bem como a análise da resposta anti-inflamatória do biomaterial e a polarização de macrófagos através da quantificação de citocinas e avaliação de marcadores de macrófagos M1 e M2. Os dados serão analisados estatisticamente com nível de significância de 0,05.