Desenvolvimento de biotintas híbridas para bioimpressão 3D aplicada a regeneração do tecido ósseo

Resumo

Como estratégia promissora para regeneração do tecido ósseo, a engenharia de tecido vem sendo empregada como solução para os problemas provocados por acidentes e doenças degenerativas impactando milhares de pessoas no mundo todo. No âmbito da engenharia de tecidos, a bioimpressão 3D tem se destacado cada vez mais devido a possibilidade de mimetizar a arquitetura celular natural pela deposição e estruturação de materiais, moléculas e células em um padrão específico gerado por computação gráfica. As biotintas, material utilizado na bioimpressão, devem ser produzidas de modo a atender a requisitos mecânicos e reológicos do bioprocesso e, ainda, fornecer um ambiente favorável para o carregamento de células viáveis, i.e., possibilitando seu desenvolvimento e proliferação. Dentre os materiais mais promissores para produção de biotinta, os hidrogéis à base de polímeros naturais se destacam devido a sua biocompatibilidade e possibilidade de reter pistas bioquímicas. Polímeros naturais, no entanto, possuem propriedades mecânicas limitadas e, normalmente, requerem reforço estrutural ou a mistura com outros polímeros para atender aos requisitos de aplicação. O alginato de sódio é um polímero natural muito utilizado em bioimpressão devido ao seu processo simples e rápido de gelificação, mas carece em propriedades biocompatíveis que favoreçam a afinidade, adesão e proliferação celular, além de baixas propriedades mecânicas. Por outro lado, a fibroína de seda é um polímero natural que vêm ganhando notoriedade na bioimpressão devido à sua ótima afinidade celular, mas possui um processo de reticulação delicado que requer estudos e adaptações. Além disso, a incorporação de vidros bioativos em formulações de biotintas fornece aumento da bioatividade do material produzido além da possibilidade de atuar como modulador de reticulação. Com base nisso, esse projeto propõe o estudo de sistemas híbridos baseados em polímeros naturais associados a nanopartículas de vidros bioativos mesoporosas contendo nióbio para obtenção de biotintas que estimulem a formação do tecido ósseo. Os polímeros selecionados para o presente estudo foram o alginato e a fibroína de seda, sendo estes selecionados devido suas propriedades de biocompatibilidade diferenciadas.