Biossensor eletroquímico implantável para monitoramento da saúde óssea: design, fabricação e caracterização

• Processo: 24/18805-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica - Bioengenharia
• Pesquisador responsável: Paulo Noronha Lisboa Filho
• Beneficiário: Nayrim Brizuela Guerra
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências (FC). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 24/01132-2 - Centro Multidisciplinar para o Desenvolvimento de Tecnologia Assistiva (CMDTA), AP.CCD
• Assunto(s): Teste de biocompatibilidade Cálcio Eletrofiação Polímeros Materiais biomédicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biocompatibilidade | biossensor potenciométrico | cálcio | eletrofiação | Polímeros | Materiais biomédicos

Resumo

Inovações nos campos da eletrônica e das técnicas de microfabricação estimulam o crescente interesse no uso de aparelhos bioeletrônicos na medicina ortopédica. Os biossensores ósseos implantáveis, são dispositivos miniaturizados com capacidade de fornecer dados contínuos sobre um analito alvo; permitindo o monitoramento em tempo real da saúde óssea. Neste projeto, propomos desenhar, fabricar e caracterizar um biossensor biocompatível que possa ser integrado aos implantes ósseos para monitorar os níveis de cálcio após as cirurgias ortopédicas. Os biossensores serão fabricados pela técnica de serigrafia usando substratos biocompatíveis de polidimetilsiloxano e eletrodos a base tinta de carbon dots obtidos por sínteses verde. Por sua parte, a técnica de eletrofiação permitirá obter fibras com grande área superficial e boa interconexão, propriedades atraentes para identificação de elementos. Fibras de quitosana e polidopamina carregadas com ionóforos específicos de cálcio serão avaliadas como componente eletroativo dos biossensores. Ambos os polímeros possuem propriedades favoráveis para biossensores, i.e., biocompatibilidade inerente, presença de grupos funcionais atrativos para formar complexos com íons e forte adesão interfacial. Esta proposta de pesquisa apresenta caráter inovador, pois até o momento não existe na literatura um protótipo de biossensor implantável para detecção de íons de cálcio usando fibras eletrofiadas de quitosana e polidopamina como superfície eletroativa. O desempenho do biossensor será avaliado através de várias caracterizações eletroquímicas, com o intuito de estimar os limites de detecção, sensibilidade e seletividade dos íons de cálcio em uma ampla faixa de concentrações. Estudos biológicos in vitro serão realizados para garantir a biocompatibilidade e hemocompatibilidade do dispositivo. Finalmente, esperamos que nossos resultados sirvam de base para o desenvolvimento de novos dispositivos de detecção implantáveis que possam auxiliar no monitoramento in situ da regeneração e mineralização do tecido óssea. (AU)