Hidrogéis na regeneração óssea: análise molecular, interação celular e aplicação em impressão 3D.

Chamada Universal CNPQ/MCTI N° 44/2024 – Faixa A – Grupo emergentes

Número do processo: 409736/2024-4 

Valor aprovado: R$ 144.000,00

EQUIPE:

  • Taiana Gabriela Moretti Bonadio (coordenadora) 
  • Gabriel Batista Cesar
  • Giseli Maria Mreira
  • Jamille de Souza Correa
  • Karina Midori Endo
  • Rafaela da Rosa Ribeiro
  • Ricardo Yoshimitsu Miyahara
  • Tania Toyomi Tominaga
  • Valdirlei Fernandes Freitas

RESUMO:

O Brasil possui o maior mercado de biomateriais da América Latina, porém, a maioria dos produtos utilizados em hospitais brasileiros são importados. A regeneração de tecidos é um desafio global, com alta demanda por materiais eficientes. A impressão 3D é uma abordagem que permite personalização e otimização.  Este projeto visa desenvolver biomateriais personalizados para impressão 3D, utilizando hidrogéis de alginato de sódio, hidroxiapatita de osso de peixe e células vivas. O alginato é biodegradável, biocompatível e ideal para formar biotintas com viabilidade celular, enquanto a hidroxiapatita de ossos de peixe é um material sustentável que mimetiza a composição óssea e promove osteogênese. Juntas, essas matérias-primas permitem criar suportes porosos tridimensionais (scaffolds) com excelente bioatividade e resistência mecânica. A incorporação de células vivas na matriz aprimora a funcionalidade, replicando a complexidade dos tecidos naturais e abrindo novas possibilidades para a medicina regenerativa. Para auxiliar no desenvolvimento destes materiais, serão realizadas simulações por dinâmica molecular para investigar as interações entre as biomoléculas e o material visando prever propriedades reológicas, mecânicas e biológicas dos biomateriais. A produção das biotintas terá como ponto de partida 1% (m/m) de hidroxiapatita dispersa em água e posterior adição de até 4% (m/m) de alginato de sódio e uma suspensão celular calculada para obtermos 1 milhão de células/ml de biotinta. A impressão 3D e reticulação das cadeias poliméricas será utilizada para a formação de estrutura tridimensional estável capaz de encapsular e proteger as células. As peças impressas serão caracterizadas quanto a sua estrutura, morfologia, propriedades mecânicas e serão realizados ensaios in vitro para a avaliação de biocompatibilidade. A integração de impressão 3D, modelagem molecular e materiais naturais poderá possibilitar a criação de biomateriais nacionais de alto valor agregado.

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