Desenvolvimento de nanocompósitos poliméricos aplicados em engenharia tecidual

Resumo

A medicina regenerativa tem elevado as expectativas para o tratamento de inúmeras doenças degenerativas, por meio de estudos sobre o desenvolvimento de biomateriais com propriedades semelhantes aos tecidos do corpo humano. Dentre estes, destacam-se os hidrogéis injetáveis que podem ser utilizados em cirurgias menos invasivas e com potencial de regeneração e reparação de lesões medulares, cartilagens, entre outros. Por isso, é de fundamental importância que os materiais sejam biocompatíveis, moldáveis, adesivos, biodegradáveis, que permitam o crescimento celular e que exibam propriedades mecânicas adequadas. Um polímero de importância estratégica é a poli(N-vinilcaprolactama) (PNVCL) por ser biocompatível e termossensível. Quando combinada com o poli(vinil álcool) (PVA), pode formar hidrogéis biodegradáveis e permitir a adesão celular. Nesse sentido, os nanocompósitos são candidatos altamente promissores no campo de biomateriais por combinar as propriedades físico-químicas dos polímeros com a resistência mecânica das cerâmicas bioativas. Como exemplos das mesmas, destacam-se as nanofibras mesoporosas de sílica e o trifluoreto de itérbio (YbF3), que podem aperfeiçoar a resistência à compressão, a adesão e o crescimento celular, assim como a investigação do implante in vivo permitido pelo efeito radiopaco do YbF3. Desta forma, neste projeto de pesquisa estão sendo preparados nanocompósitos pela polimerização in situ do copolímero de PNVCL-PVA na presença de fibras mesoporosas de SiO2 decoradas com nanopartículas de YbF3, com o objetivo de obter hidrogéis biocompatíveis que atuem como scaffolds (substratos) em engenharia tecidual. Os copolímeros estão sendo sintetizados pela polimerização radicalar e as nanopatículas de SiO2 e YbF3 serão obtidas pela rota sol-gel e pelo método hidrotérmico, respectivamente. As principais técnicas de caracterização empregadas para avaliar os hidrogéis, as nanopartículas e os nanocompósitos são: microscopias eletrônicas de varredura e de transmissão, difração de raios X, espalhamento de luz dinâmico, espalhamento de raios X a baixo ângulo, espectroscopia de ressonância magnética nuclear e espectrofotometria de ultravioleta-visível. Além disso, a investigação in vitro desses materiais como scaffolds no reparo e na reconstrução de cartilagens articulares será realizada por intermédio do crescimento, da proliferação e da adesão de células tronco mesenquimais, da diferenciação condrogênica e de ensaios biomecânicos na University of Pennsylvania sob a supervisão do Prof. Dr. Jason Burdick. (AU)