Scaffolds bioativos e bactericidas para regeneração óssea via impressão 3D

Resumo

A impressão 3D vem revoluncionando a área médica, e em especial a fabricação de próteses ortopédicas, devido à versatilidade de adaptação da prótese para um determinado defeito/indivíduo, ao baixo custo, a rapidez para impressão do material desejado e a possibilidade de acelerar a osseintegração devido a estrutura porosa dos scaffolds, diminuindo o tempo de recuperação do paciente e a necessidade de adicionais intervenções cirúrgicas. Scaffolds bioativos e biodegradáveis obtidos por impressão 3D que mimetizam a matriz extracelular natural do osso (arquitetura, bioquímica e propriedades mecânicas) atuam como moldes temporários para orientar o crescimento do novo tecido. Este projeto tem como objetivo a produção de scaffolds constituídos de poli(ácido láctico) (PLA)-beta fosfato tricálcio (²-TCP) modificados por (i) elementos para promoção da diferenciação de células-tronco mesenquimais em osteoblastos como o Mg, Sr e Si, e (iii) agentes bactericidas como nanopartículas de Ag, Se e Ce. A contaminação por bactéria pode levar a severas infecções e até a necessidade de substituição do implante, e portanto um especial foco será dado a propriedade bactericida dos materiais desenvolvidos. Os compósitos serão utilizados como filamentos para impressão 3D por modelagem por deposição no estado fundido (fused deposition modeling - FDM), para obtenção de scaffolds com propriedades mecânicas adequadas, morfologia controlada (tamanhos de poros que mimetizem a estrutura óssea), comportamento bioativo, e permeabilidade a fluídos corporais/proteínas suficientes para a aplicação em regeneração óssea. As propriedades reológicas, estruturais, térmicas e mecânicas dos scaffolds serão analisadas com uma vasta gama de técnicas disponíveis no Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa), e estudos in vitro com células e bactérias serão realizados no Laboratório de Bioquímica e Biologia Molecular (LBBM), localizado no Departamento de Ciências Fisiológicas da UFSCar e em um estágio de pesquisa no exterior (BEPE).