Arcabouços 3D à Base De Hidroxiapatita E Fibroína Para Aplicação Em Engenharia Tecidual Óssea.

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE

PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA

COORDENAÇÃO DE PESQUISA

Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica – PIBIC

Arcabouços 3D à base de Hidroxiapatita e Fibroína para Aplicação em Engenharia Tecidual Óssea.

Área de Concentração: Engenharias e Computação/Engenharia de Materiais

Bolsista: Juliana Gomes de Menezes

Nº de matrícula: 201110009406

Orientador: Luis Eduardo Almeida

Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais-UFS

Relatório Parcial

Período

2013

Este projeto é desenvolvido com bolsa de iniciação científica

PIBIC/CNPQ

 

RESUMO

Compósitos híbridos de quitosana (CHI), fibroína (SF) e hidroxiapatita (HA) são biocompatíveis e atrativos para aplicações na engenharia tecidual óssea. O objetivo desse trabalho foi preparar, caracterizar e testar a degrabilidade em SBF de compósitos 3D de CHI/SF/HÁ em diversas composições. Os biomateriais foram produzidos a partir de uma solução de CHI/SF/HA em ácido acético. Os arcabouços foram caracterizados por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Foi possível preparar arcabouço 3D com matriz baseada em quitosana, fibroína e hidroxiapatita e houve interação entre esses materiais, sendo constatado através da caracterização. Todos os arcabouços produzidos CHI/SF/HA (50:25:25; 25:50:25; 25:25:50 – percentagem em massa) apresentaram poros regulares e interconectados. O processo de reticulação com tripolifosfato 1,5% foi suficiente para garantir a estrutura 3D dos arcabouços frente ao meio SBF (Simulated Body Fluid- solução Simuladora de Fluido Corpóreo) mesmo depois de 21 dias de imersão.

PALAVRAS CHAVES: Biomateriais, Hidroxiapatita, Fibroína, Quitosana, Arcabouços 3D.

 

1. INTRODUÇÃO

No século atual, novos materiais artificiais estão cada vez mais sendo utilizados e aperfeiçoados de forma mais abrangente e eficaz, tornando-os úteis para a vida do ser humano. A crescente riqueza em todo o mundo tem um impacto direto e tangível de aumentar a vida média de uma população em países desenvolvidos. No entanto, traz uma busca de novos desafios, de como lidar com os problemas de saúde de uma população em envelhecimento.

A busca incansável do Homem por padrões de vida superiores e longevidade tem gerado cada vez mais a necessidade de alternativas para o reparo e substituição de tecidos vivos vitimados por traumas ou patogenias. Neste cenário, a possibilidade de introdução de materiais sintéticos no corpo aparece como real opção dentre outras, mais controvertidas e problemáticas do ponto de vista de disponibilidade e ética, como os autoenxertos, xenoenxertos e aloenxertos [1].

Apesar de serem usados há vários séculos, de uma forma geral, o nível de sucesso dos biomateriais usados até hoje se mostra inadequado quando se depara com os paradigmas cada vez mais rígidos da sociedade do século XXI que aspira longevidades centenárias e qualidade de vida inabalável pela idade e patogenias. Dessa forma, torna-se transparente a necessidade de criação de uma nova geração de biomateriais, a qual será fundamentada na combinação preciosa de facetas, até então distantes, do conhecimento.

O termo biomaterial foi definido na Conferência da Sociedade Européia de Biomateriais como “qualquer substância, diferente de uma droga, ou combinação de substâncias de origem sintética ou natural, que pode ser usada por um período de tempo indeterminado, como um todo ou como uma parte de um sistema que trata, melhora ou substitui qualquer tecido, órgão ou função do organismo” [2]. Biomateriais que visam proporcionar substituições para os tecidos e órgãos danificados ou perdidos em consequência da doença, envelhecimento ou acidente, é um dos papéis mais importantes na engenharia tecidual. [3]

Para se utilizar biomateriais como restauradores de tecidos e organismos vivos, é essencial ter o entendimento da relação entre propriedades, funções e estruturas de materiais biológicos. Desta forma, é importante considerar os aspectos de materiais biológicos, materiais para implantes e a interação entre os dois no corpo vivo [2,4].

Os Biomateriais têm-se tornado uma alternativa para a correção de defeitos ósseos como, por exemplo, preenchimento de alvéolos pós-exodontia, prenchimento de espaços “vazios” entre os implantes osteointegrados. Para preenchimento do seio maxilar, nos procedimentos de reconstrução do rebordo alveolar total ou parcialmente perdido como consequência de doenças periodontais, cistos, tumores e traumatismos [5]. O emprego específico destes biomateriais faz parte hoje de uma nova engenharia denominada Engenharia Tecidual.

A engenharia tecidual foi definida em meados da década de 1980, com um campo que visa desenvolver substitutos biológicos para a reparação ou regeneração de órgãos ou tecidos. A engenharia de tecido é uma ciência multidisciplinar, que abrange trabalhos nas áreas de biologia, ciências da saúde e ciência e engenharia de materiais. As células são semeadas in vitro e aderidas a uma matriz sintética, que por sua vez é implantada no paciente. À medida que a matriz se degrada, uma nova matriz natural é produzida pelo organismo, regenerando o tecido ou órgão. Com isso, é conveniente agrupar os materiais pelo campo de aplicação a que se destinam [5,6,7].

A engenharia de tecidual pode ser considerada como um importante recurso em aplicações biomédicas atualmente. Para tecido ósseo e dentes, compósitos baseados em fosfatos de cálcio e colágeno vêm sendo classificados como biomiméticos, pois permitem uma substituição gradual do biomaterial pelo tecido naturalmente formado. Entretanto, arcabouços tridimensionais (3D) vêm apresentando problemas em relação à oxigenação e difusão de nutrientes em cultura de células estática [8].

Os materiais para uso da engenharia de tecidual óssea podem ser cerâmicos tais como os fosfatos de cálcio, vidro bioativo e vitro-cerâmicas, alumina e zircônia. Podem