Modificação do amido por métodos verdes para elaboração via impressão 3D de scaffolds ósseos ativados pela presença de nanopartículas de hidroxiapatita substituídas por Sr2+

Resumo

Esforços recentes no campo da Engenharia de Tecidos para criar andaimes (scaffolds) ósseos reabsorvíveis que imitam a estrutura e função do osso natural têm sido reportados. Para ser considerado um bom substituto ósseo o material precisa cumprir requisitos mínimos como: propriedades mecânicas similares às deste tecido, além de estimular as reações bioquímicas necessárias para osteointegração e osteocondução. Desta forma, compósitos formados por matrizes orgânicas contendo biominerais capazes de mimetizar os ossos estariam aptos a cumprir estes requisitos. O amido tem se apresentado como um candidato para a confecção de biomateriais e seu uso como material para impressão 3D já tem sido reportado. Entretanto, amidos nativos apresentam dificuldades de processamento, elevado intumescimento, caráter altamente hidrofílico, baixa resistência mecânica e instabilidade para aplicação a longo prazo. De forma a superar esses obstáculos, métodos de modificação de amido têm sido úteis para melhora de suas funcionalidades. Como exemplo, amidos modificados por ozonização e aquecimento a seco têm exibido melhoria de printabilidade. A elaboração via impressão 3D de scaffolds ósseos por esse polímero natural modificado é inovadora e deve unir a sua já conhecida biocompatibilidade e propriedades mecânicas com a bioatividade de biominerais. Dessa forma, a proposta deste projeto é modificar amidos por métodos considerados verdes (ozonização, aquecimento a seco e aquecimento úmido) e avaliar sua aplicação na elaboração de scaffolds ósseos. Serão avaliadas formulações a base de géis de amido modificados com nanoparticulas de hidroxiapatita substituídas por estrôncio, visto que a presença deste cátion tem sido associada a regulação dos processos de formação e reabsorção óssea. A produção proposta dos scaffolds ósseos será via impressão 3D por extrusão de forma a obter materiais com propriedades superiores e com a possibilidade de personalização que é uma interessante e diferencial característica para uso como biomaterial. As propriedades mecânicas dos scaffolds serão avaliadas em conjunto com suas propriedades de superfície, aliadas a culturas de osteoblastos e osteoclastos. As culturas de células osteogênicas na matriz 3D poderão auxiliar na previsão de suas propriedades regeneradoras tecidual in vivo. Por fim, essa presente proposta busca unir aspectos como formulações diferenciadas e processamento inovador (impressão 3D) para a obtenção de scaffolds ósseos com propriedades bioativas. Este estudo possibilitará futuramente expandir o uso do amido na produção de biomateriais personalizados e com propriedades únicas trazendo além de valor agregado a esta fonte, também um uso nobre por beneficiar a saúde humana. (AU)