Dados recentes indicam que, em todo o mundo, quase 2,2 milhões de pacientes são hospitalizados por um procedimento de enxerto ósseo para reparar defeitos ósseos, aliviar o sofrimento ou combater doenças ósseas a cada ano. As doenças relacionadas às estruturas ósseas tornaram-se um problema de saúde pública, representando os maiores desafios para a engenharia de tecidos e a medicina regenerativa de reconstrução cirúrgica ortopédica.

Na tentativa de encontrar novas formas de resolver tais problemas, cientistas do mundo inteiro, tem buscado projetar e fabricar um arcabouço adequado que permita que as células se multipliquem, diferenciem e originem tecidos e órgãos. A fim de atingir a funcionalidade desejada do tecido ou órgão a ser substituído.

Os pesquisadores Bioinpired Materials Laboratory (BioMatLab) da Universidade Federal do Piauí (UFPI), sob coordenação do Prof. Dr. Anderson de Oliveira Lobo e Prof. Dra. Fernanda Marciano, em parcerias/colaboração de pesquisadores da Universidade Estadual do Piauí e da UniBrasil, foram os primeiros cientistas a produzirem um biomaterial nanofibroso semelhante à matriz extracelular natural dos tecidos, que permite a regeneração de tecido ósseo in vivo.

Segundo a pesquisadora do BioMatLab, Conceição de Maria Vaz Elias, o nanobiomaterial criado, é um material semelhante ao veda rosca, de baixo custo, tem grande potencial para a aplicação na medicina regenerativa como suporte para o crescimento do osso e portanto sendo seguro para aplicações in vivo – o que vai ser útil no caso de fraturas ósseas.  “O objetivo da nossa pesquisa era criar uma ‘prótese’ ao tecido ósseo através de biomateriais inteligentes, que fortalecesse todo o processo de regeneração óssea”, enfatizou.

O osso é um tecido conjuntivo especializado, vascularizado e dinâmico que se modifica ao longo da vida do organismo. Quando lesado, possui uma capacidade única de regeneração e reparação sem a presença de cicatrizes, mas em algumas situações, devido ao tamanho do defeito, o tecido ósseo não se regenera por completo.

De acordo com a cientista podem ser necessários anos para se completar o processo de reparo biológico natural, expondo o paciente a riscos e desconfortos, muitas vezes desnecessários. Na tentativa de sanar estes inconvenientes, desenvolveram-se técnicas para sua reconstituição, com objetivo de recuperar o contorno anatômico normal.

A Electrospinning foi a técnica utilizada no estudo, para a pesquisadora é uma técnica bem reconhecida para a produção de fibras nanoestruturadas capazes de suportar a adesão celular e a proliferação adicional. Ela esclarece que foi preparado uma solução como mistura de poli (butilene adipato-co-tereftalato) (PBAT), um polímero não condutor e biodegradável, e um polímero condutor, ou seja, polipirrol (PPy) de viabilidade da eletrodeposição de nanohidroxiapatita (nHAp). E para produzir o material utilizou-se das técnicas eletrofiação ou electrospinning para ter uma forma de veda rosca e eletrodeposição pra depositar a Nanohidroxiapatita. “Pois, o objetivo era criar scaffolds eletricamente condutivos para aplicações de engenharia de tecidos”, ressaltou Conceição de Maria Vaz.

Ainda conforme, a cientista, o biomaterial, gera suporte para adesão celular. Pelo teste de fosfatase alcalina, indicou boa diferenciação dos osteoblastos. Estes testes de fosfatase alcalina foi possível e verificado pela pesquisadora do mesmo grupo de pesquisa, Juçara Castro, aluna do Mestrado e coordenada pelo Dr. Anderson Lobo.

A técnica de deposição foi à escolhida para pesquisa porque, entre os métodos conhecidos, gera a apatita artificial mais similar à biológica em termos de microestrutura e dimensões. Para definir os parâmetros da eletrodeposição por meio de estudos eletroquímicos. 

Os pesquisadores utilizaram compósitos químicos Poli(butileno adipato co-tereftalato/Polipirrol/Nanohidroxiapatita (PBAT/PPy/nHAp) produzidos pelo processo de eletrofiação (técnica de produção de fibras com diâmetros em escala nanométrica) e realizaram uma avaliação in vivo dos possíveis efeitos dos genotóxicos de compósitos a base de nanofibras com nanohidroxiapatita para a utilização no reparo ósseo.

Os possíveis efeitos dos genotóxicos e sua relação com problemas ósseos foram inicialmente estudados em ratos, no intuito de assegurar sua utilização e não trazer riscos futuros. A partir dessa avaliação, foi observada uma diferença significativa entre os grupos tratados e o do controle positivo (p<0,05), enquanto não houve diferenças em relação ao controle negativo, evidenciando que o produto testado, ainda que na dosagem máxima e mesmo em exposição aguda e crônica, não apresentou efeito genotóxico nos ratos.

Os resultados mostram que esse novo nanobiomaterial apresenta um grande potencial para a aplicação na medicina regenerativa como suporte para o crescimento do osso, e portanto sendo seguro para aplicações in vivo.