Saúde

Cientistas do Piauí criam biomaterias que regeneram ossos
Nanobiomaterial criado é semelhante nanoestrutura extracelular natural e tem grande potencial para aplicações em medicina regenerativa como suporte para o crescimento ósseo.
Por Laercio Damasceno - 24/05/2019

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.


Cientista Conceição de Maria Vaz responsável pelo desenvolvimento do nanobiomaterial

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.

Material semelhante à veda rosca

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. 

Biomaterial utilizado na avaliação

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.


A pesquisadora Conceição de Maria Vaz, no BioMatLab, ambiente de trabalho.

Avaliação in vivo do procedimento

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.

Etapas do estudo

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.

 

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