Síntese e aplicação de biomateriais contendo nanopartículas de hidroxiapatita

Abstract

RESUMO: Há uma necessidade crescente na pesquisa para o desenvolvimento de materiais que sejam biocompatíveis e, portanto, possam ser utilizados in vivo. Estes materiais são denominados biomateriais e devem atender ao requisito de funcionalidade para o qual foram projetados, não estimulando ou provocando o mínimo de reações alérgicas e/ou inflamatórias. Pesquisas voltadas para o desenvolvimento de dispositivos de liberação controlada de fármacos e a bioengenharia tecidual são dois campos multidisciplinares que tem se destacado visando à síntese de novos biomateriais. Nesta tese, diferentes materiais e abordagens foram desenvolvidos com o intuito de sintetizar materiais biofuncionais contendo em suas estruturas nanopartículas de hidroxiapatita. No Capítulo 2, foi apresentada e discutida uma metodologia para sintetizar nanoestruturas de hidroxiapatita na superfície de polipropileno modificado para utilização como suportes em cultura de células ósseas. Os resultados mostraram que o material final é promissor frente à cultura de células, sendo possível sua utilização na bioengenharia de tecidos. No Capítulo 3 foi enfatizada a síntese de hidrogéis com estruturas tridimensionais, denominados scafollds formados por poli(álcool vinílico), sulfato de condroitina e hidroxiapatita para utilização como suportes para proliferação, migração e diferenciação celular, levando a formação de tecidos específicos, com funções apropriadas, como as encontradas no corpo humano. Os materiais foram sintetizados, caracterizados e as atividades de biocompatibilidade in vivo mostraram que hidrogéis são biotoleráveis pelo organismo e não apresentaram nenhum tipo de reação inflamatória. No Capítulo 4 nanowhiskers de hidroxiapatita foram carregados com fármaco e posteriormente encapsulados em microesferas poliméricas a fim de utilizá-las como dispositivo de liberação de antifúngico. Os materiais se mostraram promissores frente à liberação tanto em meio gástrico simulado como em meio intestinal simulado e não apresentaram nenhum tipo de toxicidade frente a células vero. No Capítulo 5 foram sintetizadas microesferas de sulfato de condroitina contendo no seu interior nanopartículas de hidroxiapatita provenientes de ossos de peixes e o fármaco em estudo, Terbinafina. Os resultados mostraram que os materiais foram sintetizados com sucesso e que a inserção da hidroxiapatita na microesfera influencia tanto no mecanismo de liberação do fármaco como na quantidade de fármaco adsorvido. Estes materiais não apresentaram nenhuma toxicidade frente à cultura de células vero

ABSTRACT: There is a growing need in research for development of materials which are biocompatible and then can be used in vivo. These materials are called biomaterials and must be functional for what they were designed, not stimulating or causing allergic and/or inflammatory reactions. Researches made in developing controlled drugs release devices and tissues bioengineering are both multidisciplinary fields that have been highlighted. In this thesis, different materials and approaches were developed aiming synthesizing biofunctional materials containing hydroxyapatite nanoparticles. In chapter 2, a synthesis methodology of nanostructures of hydroxyapatite onto modified polypropylene to be used as bone cells growth was presented and discuss. The results showed that the final material is promising for cells growth and can be used for tissues bioengineering. In chapter 3, synthesis of hydrogels with three-dimensional structures was emphasized, which were called scaffolds, the hydrogels were synthesized using poly(vinyl alcohol), chondroitin sulfate and hydroxyapatite and were used as support for cellular proliferation, migration and differentiation, taking to generation of specific tissues, with suitable functions, as the ones founded in human body. The materials were synthesized, characterized and the biocompatibility in vivo showed that hydrogels are biotolerable by organism and did not show any sort of inflammatory reaction. In chapter 4, hydroxyapatite nanowhiskers were loaded with the drug and after that encapsulated in to polymeric microspheres to be used as antifungic release device. The materials showed promising results toward drug releasing on both simulated gastric medium and simulated intestinal medium and did not show any sort of toxicity toward vero cells. In chapter 5, chondroitin sulfate microspheres containing fish hydroxyapatite nanoparticles and Terbinafine were synthesized. The results presented proved the success of materials synthesis and showed that the presence of hydroxyapatite in the microspheres influence on both drug release and amount of drug adsorbed. These materials did not present any toxicity toward vero cell growth