Bioimpressão 3D de scaffolds de biosilica extraída de esponjas marinhas para tratamento de fraturas e defeitos ósseos

Resumo

Atualmente, uma das intervenções terapêuticas mais difundidas para tratar fraturas de difícil consolidação são os enxertos ou substitutos ósseos. No entanto, esses são manufaturados principalmente de matéria-prima proveniente de tecido ósseo bovino (que envolve o risco de transmissão de doenças) ou materiais sintéticos, muitos deles importados e com um alto custos. Assim, é nítida a necessidade de exploração de outras fontes que possam servir como base para a confecção de substitutos ósseos mais seguros, inovadores e preço reduzido. Dentro contexto, a biodiversidade marinha é um ambiente extremamente rico para o fornecimento de bioativos e metabólitos secundários para serem utilizados como matéria-prima para a manufatura de biomateriais e enxertos ósseos. Um dos organismos marinhos mais promissores são as esponjas, com sua estrutura composta de elementos com potencial e efeitos anti-bacteriano, anti-viral e anti-inflamatório. Além disso, seu esqueleto é composto por uma parte orgânica e inorgânica, semelhante à parte colagênica e mineral do tecido ósseo, respectivamente. Um outro fator que interfere na capacidade do material em estimular o tecido é a forma através da qual ele se apresenta sendo que os scaffolds vem se destacando como extremamente eficazes para suportar o crescimento celular. Dentro deste contexto, este estudo tem o objetivo de aproveitar o potencial da biodiversidade marinha brasileira e avaliar a performance biológica de poríferas (esponjas) facilmente encontradas na costa do país, como substituto ósseo prototipados através da impressão 3D. Diante disso, os objetivos deste trabalho são: (i) produzir e caracterizar scaffolds manufaturados através da impressão 3D partir de biosilica extraídas de esponjas marinhas; (ii) avaliar a resposta biológica, através de estudos in vivo, os efeitos dos referidos scaffolds utilizando o modelo de defeito ósseo induzidos em calvária de ratos. Para isto, os scaffolds serão caracterizados através das análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV), XRD, espectroscopia de infravermelho por transformada de fourier (FTIR), pH e massa. Para os testes in vivo serão utilizados os seguintes grupos experimentais: Controle e scaffolds de biosilica manufaturados a partir da impressão 3D Para os testes in vivo, serão utilizados 48 ratos Wistar submetidos ao procedimento cirúrgico para realização do defeito ósseo em crânio de ratos. Os animais serão distribuídos nos grupos controle e grupos tratados com os scaffolds. Ainda, animais serão eutanasiados após 30 e 60 dias pós cirurgia. Serão realizadas as análises de histopatologia, histomorfometria, micro-CT e imunoistoquímica. Assim, espera-se que essa proposta viabilize o desenvolvimento de novos tratamentos, mais eficazes e seguros, prospectados a partir de esponjas marinhas e que tem o intuito de acelerar o processo de reparo tecidual e tratamento de fraturas de difícil consolidação. (AU)