Notícia

Biomaterial feito de colágeno e açúcar de algas se mostra capaz de estimular a regeneração óssea

Divulgação

Fonte

Agência FAPESP

Data

quarta-feira, 26 julho 2023 18:35

Áreas

Bioengenharia. Biologia. Biomateriais. Biotecnologia. Ciência dos Materiais. Engenharia Biológica. Medicina. Ortopedia. Saúde Pública.

Estudo conduzido na Universidade de São Paulo (USP) revelou que um novo biomaterial, produzido com colágeno e carragenana (substância extraída de algas), pode estimular localmente respostas mineralizantes de células ósseas in vitro, demonstrando potencial para substituir com sucesso ossos naturais em implantes realizados para tratar traumas ou patologias, como osteossarcoma.

O novo biomaterial, descrito recentemente na revista científica Biomacromolecules, foi desenvolvido por pesquisadores do Laboratório de Físico-Química de Superfícies e Coloides da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto da USP (FFCLRP-USP) apoiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) – projetos 19/25054-2, 18/25871-8 e 22/01219-5).

Atualmente, o padrão-ouro para implantes ósseos é a utilização de materiais autógenos, ou seja, retirados do corpo do próprio paciente. Esse processo, no entanto, apresenta dificuldades: requer uma cirurgia adicional, com o risco de infecções, e nem sempre pode ser utilizado em grandes áreas.

A principal tendência para superar esses problemas é o desenvolvimento de materiais artificiais que repliquem com similaridade, segurança e eficiência a complexidade da estrutura óssea, como este biomaterial composto de colágeno tipo 1 (proteína mais abundante na matriz óssea) proveniente de bovinos ou suínos e de carragenana. Essa última substância se assemelha ao sulfato de condroitina, que é um dos compostos presentes nos ossos naturais e tem a função de organizar e mineralizar a matriz óssea e promover a adesão celular.

Para testar sua viabilidade e potencial, os cientistas cultivaram em laboratório osteoblastos (células responsáveis pela formação da matriz óssea mineralizada) de duas formas: apenas com colágeno e com colágeno e carragenana.

Imagens de microscópio da cultura de osteoblastos com colágeno e carragenana revelaram a presença de uma rede densa e uniforme de fibrilas entrelaçadas em sua superfície e fibrilas de colágeno com alinhamento semelhante aos tecidos conjuntivos densos. Os pesquisadores observaram ainda aumento na expressão de genes codificadores de proteínas relacionadas à mineralização óssea, como fosfatase alcalina (Alp), sialoproteína óssea (Bsp), osteocalcina (Oc) e osteopontina (Opn).

“Nossos resultados mostraram que a combinação de carragenana e colágeno estimulou melhor as respostas mineralizantes das células do que apenas o colágeno, validando in vitro a hipótese de que a presença de um componente semelhante quimicamente e estruturalmente a um dos compostos encontrados nos ossos junto com o colágeno é fundamental no processo”, afirmou a Dra. Ana Paula Ramos, professora do Departamento de Química da FFCLRP-USP e coordenadora do estudo. “A ideia agora é realizar testes in vivo para avaliar a possibilidade e a segurança de preencher qualquer tipo de defeito ósseo com esse biomaterial”.

Entre as principais vantagens do polissacarídeo extraído de algas, que já é usado com frequência na indústria alimentícia e de cosméticos como estabilizante, a Dra. Ana Paula Ramos destacou sua abundância, seu baixo custo (em contraste ao alto custo comercial do sulfato de condroitina) e o fato de ser um material de fonte renovável, garantindo sua compatibilidade com o conceito de química verde, ramo da química que busca reduzir o uso de substâncias poluentes ou que possam comprometer o meio ambiente.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Agência FAPESP.

Fonte: Julia Moióli, Agência FAPESP. Imagem: Divulgação.

Em suas publicações, o Portal Tech4Health da Rede T4H tem o único objetivo de divulgação científica, tecnológica ou de informações comerciais para disseminar conhecimento. Nenhuma publicação do Portal Tech4Health tem o objetivo de aconselhamento, diagnóstico, tratamento médico ou de substituição de qualquer profissional da área da saúde. Consulte sempre um profissional de saúde qualificado para a devida orientação, medicação ou tratamento, que seja compatível com suas necessidades específicas.