BIOMATERIAIS QUE REGENERAM OSSOS

BIOMATERIAIS QUE REGENERAM OSSOS

Conceição de Maria Vaz Elias

Doutoranda em Engenharia Biomédica da Universidade do Vale do Paraíba.

O crescimento da expectativa de vida da população em termos mundiais tornou doenças relacionadas à estrutura óssea um problema de saúde pública, a partir disto, busca-se formas para solucionar tais problemáticas. Um dos grandes desafios para os estudiosos, é projetar e fabricar um arcabouço adequado que permita que as células se multipliquem, diferenciem e originem tecidos e órgãos. A fim de atingir a funcionalidade desejada do tecido ou órgão a ser substituído, os estudos estão sendo realizados no intuito de  projetar cuidadosamente este arcabouço (SILVA; MARCIANO; LOBO, 2014).

Os mais requisitados no mercado atual, são biomateriais, polímeros e os cerâmicos, pois podem tanto substituir o tecido vivo sem função como também estimular o crescimento de um novo tecido (PRETEL, 2005).

O osso é um tecido conjuntivo especializado, vascularizado e dinâmico que se modifica ao longo da vida do organismo. Quando lesado, possui uma capacidade única de regeneração e reparação sem a presença de cicatrizes, mas em algumas situações, devido ao tamanho do defeito, o tecido ósseo não se regenera por completo (FARDIN et al., 2010).

Podem ser necessários anos para se completar o processo de reparo biológico natural, expondo o paciente a riscos e desconfortos, muitas vezes desnecessários. Na tentativa de sanar estes inconvenientes, desenvolveram-se técnicas para sua reconstituição, com objetivo de recuperar o contorno anatômico normal (MARZOLA et al., 2012)

Ainda as pesquisas tem o intuito de trazer soluções alternativas, tendo em vista, a quantidade limitada de osso autógeno (compõe-se de tecidos do próprio indivíduo) e dos riscos associados ao uso de osso alógeno (osso obtido de um doador e usado em outro indivíduo) que estão sujeitas as rejeição, contaminação, são de alto custo; os xenógeno, que é retirado de uma espécie e transplantado em outra, que possui desvantagens, como incompatibilidade do hospedeiro, potencial de contaminação de espécies, resultando na infecção do sítio receptor, e o potencial de transmissão de doenças do doador para o receptor do enxerto (PINTO et al., 2007;TEIXEIRA, 2012).

Conceitua-se biomaterial, qualquer substância ou combinações de substâncias, sintética ou natural, que possa ser usada por um período de tempo, completa ou parcialmente como parte de um sistema que trate, aumente ou substitua qualquer tecido, órgão ou função do corpo (AZEVEDO et al., 2007). Os melhores materiais para aumentos ósseos não devem ser apenas substitutos ósseos, mas também materiais de regeneração óssea, que envolvem uma completa reabsorção com a formação de novo osso (ANTOUN; BOUK; AMEUR, 2008).

O biomaterial  “ideal”, dever ser, biocompatível ou biotolerado, osteoindutor, osteocondutor, osteogênico, além de permanecer no organismo por um tempo compatível para sua substituição por um novo tecido ósseo; deve ser de fácil manipulação, esterilizável, facilmente obtido, hidrofílico, econômico, não devendo atuar como substrato para a proliferação de patógenos, não ser cancerígeno ou teratogênico e antigênico. Contudo, nenhum biomaterial atualmente conhecido, possui todas as características requisitadas (FARDIN et al., 2010).

A ciência que visa criar e aprimorar novas terapias e/ou desenvolver novos biomateriais que restaurem, melhorem ou impeçam o agravamento da função tecidual comprometida, chama-se bioengenharia tecidual. Essa especialidade é multidisciplinar, e possui diversas aplicações, inclusive em situações com grande perda de integridade tecidual resultante de traumas, deformidades do desenvolvimento e doenças (YOUNG et al., 2007; TABATA, 2009).

Diversas técnicas podem ser utilizadas para o processamento/ produção de nanobiomateriais compósitos, que visa à associação de biomateriais, polímeros e cerâmicos. Dentre essas, o processo de eletrofiação para a produção de mantas poliméricas, que apesar de ser considerado como novo, tem como vantagem o fato de agregar as partículas nanométricas aos polímeros para à melhora substancial das propriedades mecânicas aumentando taxa de biodegradabilidade(SILVA; MARCIANO ; LOBO, 2014)

O processo de eletrofiação consiste em, através da aplicação de alta tensão em uma solução polimérica, deslocar o material através da atmosfera no sentido do campo elétrico gerado. Através desta técnica, é possível produzir emaranhados de fibras poliméricas de ordem de grandeza micro e nanométricas, as quais são de grande interesse como biomateriais. (SHIN et al., 2012; SZENTIVANYI et al., 2011; TEO; RAMAKRISHNA, 2006 ).

A estrutura que compõe a eletroficação, possui diversos itens, como; fonte de alta tensão, reservatório (seringa de vidro), eletrodo (Haste metálica imersa na solução polimérica, que é feita em cobre com suporte de teflon em uma de suas extremidades, na qual é conectado o polo positivo da fonte), capilar (agulha feita de metal) e coletor estático.

“O lado inspirador, é humano da área de biomateriais é que milhões de vidas podem ser salvas através deles e que a qualidade de vida de milhares de pessoas podem ser  melhoradas” (autor desconhecida)

Referências:

ANTOUN, H.; BOUK, H.; AMEUR, G. Bilateral sinus graft with either bovine hydroxyapatite or _ tricalcium phosphate, in combination with platelet-rich plasma: a case report. Implant Dent., Baltimore, v. 17, no. 3, p. 350- 359, Sept. 2008.

AZEVEDO, V. V. C. et al. Quitina e Quitosana: aplicações como biomateriais. Rev. Eletron. Mat. Proc., [S.l.], v.2.3 , p. 27- 34, 2007

FARDIN, A. C., et al. Enxerto ósseo em odontologia: revisão de literatura. Innov. Implant J. Biomater Esthet., São Paulo, v. 5, n. 3, p. 48-52, set./dez. 2010

MARZOLA, C et al.. Os implantes de biomateriais- relato de casos. 2012. Disponível em: http://www.actiradentes.com.br/revista/2012/textos/19RevistaATO-Biomaterials_implantations-2012.pdf

PINTO, J. G. C. et al. Enxerto autógeno x biomateriais no tratamento de fraturas e deformidades faciais – uma revisão de conceitos atuais. RFO, Canoas, v. 12, n. 3, p. 79-84, set./ dez. 2007

PRETEL, H. Ação de biomateriais e laser de baixa intensidade na reparação tecidual óssea. Estudo histológico em ratos [Dissertação]. Araraquara: Faculdade de Odontologia de Araraquara da Universidade Estadual Paulista; 2005.

SCHIFFMAN, J. D.; SCHAUER, C. L. A review: electrospinning of biopolymer nanofibers and their applications. Polymer Reviews, v. 48, n. 2, p. 317-352, 2008.

SHIN, S.H.; PUREVDORJ, O.; CASTANO ,O.; PLANELL ,J.A; KIM, H.W: A short review: Recent advances in electrospinning for bone tissue regeneration. Journal of tissue engineering, V.3, 2012

SILVA, A. S. ; MARCIANO, F. R. ; LOBO, A. O. PRODUÇÃO DE NANOFIBRAS POLIMÉRICAS DE POLI (BUTILENO ADIPATO CO-TEREFTALATO) COM NANOHIDROXIAPATITA INCORPORADA. In: XXIV Congresso Brasileiro de Engenharia Biomédica – CBEB; 2014

TABATA, Y. Biomaterial technology for tissue engineering applications. J. R. Soc. Interface, v.6, p.S311-324, 2009

TEIXEIRA, F. B., Estudo de parâmetros de processo na eletrodeposição de Hidroxiapatita em nanotubos de carbono verticalmente alinhados. São José dos Campos, 2012. Trabalho de conclusão de curso.]

TEO WE, RAMAKRISHNA S: A review on electrospinning design and nanofibre assemblies. Nanotechnology, v.17:R89-R106, 2006

YOUNG, S. et al. Oral and maxillofacial surgery. In: LANZA, R.; LANGER, R.; VACANTI, J. Principles of Tissue Engineering. Elsevier, 3.ed. cap.71, p.1079- 1094, 2007

Logo abaixo, vídeo produzido pelas Doutorandas Conceição e Andrea Lopes, falando mais sobre os Biomaterias: