Desenvolvimento de Hidrogel Eletrocondutivo Tri-dimensional Inteligente como Estratégia Avançada para o Controle de Infecções Peri-implantares

Resumo

Apesar dos crescentes avanços dos implantes dentários para reabilitação de dentes ausentes, a crescente incidência de doenças peri-implantares reflete a limitação das terapias atuais em controlar o biofilme e estimular a regeneração óssea. Assim, o presente estudo tem como objetivo desenvolver uma nova estratégia multifuncional para o controle das infecções peri-implantares por meio da criação de um hidrogel injetável eletrocondutivo de metacrilato de gelatina (Gelatin Methacryloyl; GelMA) carregado com polipirrol (PPy) e zinco (Zn) e avaliar suas propriedades físico-químicas, mecânicas, microbiológicas, imunomodulatórias e biológicas. Neste trabalho, os hidrogéis de GelMA injetáveis serão usados como plataforma tridimensional osteogênica para serem carregados com óxido de zinco, os quais têm apresentado ótimo desempenho na eliminação de bactérias e propriedades imunomoduladoras. Além disso, para elevar o biomaterial a um patamar mais inteligente, a incorporação do polímero condutivo PPy permitirá intensificar tanto a formação óssea quanto a eliminação do biofilme por meio de estímulos elétricos (ES). Para isso, inicialmente, serão desenvolvidos hidrogéis com diferentes formulações de PPy + Zn e caracterizados quanto à sua composição, morfologia, propriedades mecânicas e elétricas. Simulações computacionais serão empregadas para otimizar suas propriedades físico-químicas. Posteriormente, o efeito da ES e do hidrogel na liberação iônica, geração de espécies reativas de oxigênio, citocompatibilidade e atividade antimicrobiana será avaliado. A viabilidade, proliferação, diferenciação e mineralização celular serão testadas in vitro em células pré-osteoblásticas murinas. Os efeitos imunomodulatórios serão investigados por meio de ensaios de polarização de macrófagos. Além disso, a atividade antimicrobiana in vitro dos hidrogéis será testada contra biofilmes polimicrobianos. Para confirmar o efeito antimicrobiano in vitro, a ação antimicrobiana dos hidrogéis em condições de ambiente oral (in situ) será avaliada. Os dados quantitativos serão submetidos à análise estatística apropriada com nível de significância de 5%. Ao potencializar a arquitetura porosa 3D do hidrogel de GelMA com o efeito antibacteriano/imunomodulatório do zinco e a atividade antimicrobiana de amplo espectro e osteogênica do PPy ativo pela ES, espera-se que o inovador biomaterial inteligente proposto neste estudo tenha potencial de ser considerado uma modalidade de tratamento promissora e inteligente para o controle de infecções peri-implantares. (AU)