Biomaterial para regeneração óssea


A doutoranda Sybele Saska, do Instituto de Química da Universidade Estadual Paulista (Unesp), campus de Araraquara, foi premiada durante a 88th International Association for Dental Research General Session, ocorrida em julho, em Barcelona (Espanha).

Sybele, que conta com Bolsa de Doutorado da FAPESP, ficou entre os cinco primeiros colocados pelo trabalho intitulado New [bacterial cellulose-collagen]-hydroxyapatite nanocomposite with growth factors for bone regeneration.

Ela recebeu um prêmio em dinheiro concedido pela empresa alemã Heraeus pelo pôster apresentado, que consiste no desenvolvimento de um novo biomaterial para regeneração óssea.

O congresso é um dos mais importantes da área odontológica. Os outros ganhadores foram Jonathan Y. Na, da Universidade de Washington, (Estados Unidos), Yu Furuya, da Universidade de Osaka (Japão), Mohammed Hadis, da Universidade de Birmingham (Reino Unido), e Philipp Kohorst, da Escola Médica de Hannover (Alemanha).

De acordo com Reinaldo Marchetto, professor do Instituto de Química da Unesp, campus de Araraquara, e coordenador do estudo, a pesquisa do biomaterial traz importantes avanços em relação aos existentes atualmente no mercado.

“Além de ser nanometricamente estruturado, a sua composição similar à estrutura óssea e a inédita presença de peptídeos moduladores dos fatores de crescimento ósseo trazem uma nova perspectiva para o processo de regeneração de tecido ósseo”, disse Marchetto à Agência FAPESP .

O biomaterial é constituído de alguns elementos constitutivos dos ossos, como colágeno (proteína) e hidroxiapatita (agente inorgânico) deficiente em cálcio, além da membrana de celulose bacteriana.

“O biomaterial é um osteoindutor, ou seja, estimula a regeneração óssea, possibilitando maior migração das células para formação do tecido ósseo”, disse Marchetto.

O estudo de Sybele integra o projeto “Nanocompósitos à base de celulose bacteriana para aplicação na regeneração de tecido ósseo”, coordenado por Marchetto e apoiado pela FAPESP por meio da modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular.

Sintetizada por bactérias do gênero Gluconacetobacter, a celulose serviu como matriz para gerar o biomaterial com estrutura nanométrica (bilionésimo de metro), já que as bactérias sintetizam as fibras de celulose em uma trama de fios dessa dimensão.

O processo começa com a produção da celulose bacteriana. “Essas bactérias possuem poros por onde são expelidos os fios de celulose durante o seu crescimento, aparentemente como um subproduto metabólico e sem utilidade para elas”, apontou Marchetto.

A produção da celulose bacteriana tem sido utilizada em várias áreas. Uma das principais aplicações está no uso como substituto temporário da pele humana em casos de queimaduras e em outros procedimentos médicos ou odontológicos.

“Estamos investigando novas aplicações da celulose, principalmente porque ela é biocompatível e biodegradável. Para a nossa aplicação o fato de ser reabsorvida pelo organismo é uma característica bastante importante, e a necessidade de uma segunda cirurgia seria evitada”, disse.

Os pesquisadores entraram com pedido de patente do biomaterial, com auxílio do Programa de Apoio à Propriedade Intelectual (PAPI) da FAPESP.

Pesquisa multidisciplinar

Estudos preliminares in vivo feitos em fêmur de ratos apontam que o biomaterial poderá regenerar tecido ósseo em um período entre 7 a 15 dias, dependendo do tamanho do defeito ósseo.

De acordo com Marchetto, o principal desafio foi compatibilizar a inserção dos componentes ósseos (colágeno e hidroxiapatita) e dos peptídeos sintéticos.

“Os peptídeos, sintetizados em laboratório e anexados à estrutura do material, tornaram o biomaterial osteoindutor (estimulante da regeneração óssea), promovendo maior proliferação e diferenciação celular. Eles funcionam como reguladores na expressão de fatores de crescimento relacionados ao tecido ósseo”, explicou Marchetto.

Segundo o professor da Unesp, o grupo está avançando nos testes para outro modelo, chamado de Scaffold, uma espécie de molde ou armação tridimensional em que será moldado o biomaterial produzido. “Ele funcionará com o mesmo princípio. A principal diferença é que será possível obter o biomaterial no formato e tamanho desejados e que a regeneração ocorrerá em volta dele”, disse.

“Existem produtos semelhantes no mercado, geralmente importados, porém sem a presença de peptídeos. Quando o nosso produto estiver sendo comercializado, além da maior eficiência, o custo será bem inferior ao importado, cerca de 10 a 20 vezes mais barato”, estimou.

Segundo ele, clínicas odontológicas e ortopédicas serão os principais consumidores do biomaterial. “Além disso, poderá servir de base para outros estudos, uma vez que a celulose permite acrescentar muitos outros componentes”, disse.

Para os pacientes, o novo produto significará menos tempo de recuperação em casos de acidentes que provoquem perdas ósseas. “Mas ainda precisamos fazer muitas amostragens. Estamos fazendo uma ampliação do número de casos. Até o fim do ano essa parte estará totalmente concluída para podermos iniciar os estudos clínicos”, disse.

O professor destaca o caráter multidisciplinar da pesquisa sobre a produção do biomaterial. Os testes estão sendo realizados em três laboratórios da Unesp: na Unidade de Síntese, Estrutura e Aplicações de Peptídeos e Proteínas (coordenado por Marchetto) e no Laboratório de Materiais Fotônicos (coordenado por Younès Messaddeq e Sidney J. L. Ribeiro), ambos do Instituto de Química; e no Departamento de Morfologia da Faculdade de Odontologia de Araraquara, sob coordenação de Ana Maria M. Gaspar.

Além disso, a pesquisa conta ainda com a cooperação do professor Paulo Tambasco de Oliveira e do aluno Lucas Novaes Teixeira, do Laboratório de Cultura de Células da Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo.

FONTE: Agência FAPESP

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