MATERIAIS BIOLÓGICOS BIODEGRADÁVEIS: POLÍMERO DE MAMONA (Ricinus communis L) ENRIQUECIDO COM CÉLULAS-TRONCO EM MODELO DE REPARAÇÃO ÓSSEA

Abstract

RESUMO: Decorrente do estabelecimento da pandemia do SARCOV-2 e da perda de dois doutorandos vinculados à pesquisa, fez-se necessário a alteração da proposta de pesquisa, em caráter excepcional. Para tanto, mantiveram-se as áreas de pesquisa da proposta original: bioengenharia e terapia celular (associação de materiais e células-tronco, tratamento de lesões com células tronco associadas a materiais). Também foi mantido o biomaterial de estudo: polímero de mamona (Ricinus communis L). Contudo, alterou-se o modelo animal de estudo, passando a adotar um modelo leporino de reparação óssea. A caracterização do material foi realizada com espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier, análise termogravimétrica, microscopia eletrônica de varredura e análise de porosidade. A análise de citotoxicidade foi feita com ensaio de 3-(4,5-dimetil-2-tiazolil)-2, 5-difenil-2H-tetrazólio). O efeito osteoindutor in vivo foi determinado em defeitos ósseos em tíbias de coelhos submetidos ao scaffold de poliuretano de mamona associado a células-tronco. O tratamento apenas com scaffold de poliuretano de mamona induziu uma formação óssea mais significativa quando comparado aos demais grupos, seguido do tratamento com associação entre scaffold de poliuretano de mamona e células-tronco. Os resultados gerados possuem relevante potencial de impacto científico, tecnológico, econômico, regional e social, dado o alcance dos produtos desenvolvidos. A pesquisa é tecnologicamente inovadora, pois permitiu a produção inédita de um bioproduto compatível para o crescimento de células tronco mesenquimais e capaz de induzir neoformação óssea in vivo. A associação entre células-tronco mesenquimais e Scaffold de polímero de mamona, contribuiu para a atualização do estado da arte da bioengenharia utilizando células-tronco e materiais osteoindutores, por apresentar uma alternativa de um novo bioproduto, com efeito osteoindutor comprovado in vivo. Os resultados gerados possuem ainda grande potencial para a inovação tecnológica de produtos, haja visto que no Brasil, não há disponibilidade de apresentações comerciais de polímeros com células-tronco incorporadas. A formação de recursos humanos ocorreu de forma qualificada para pesquisa com biotécnicas avançadas, utilizando metodologias moleculares e de engenharia de materiais, o que representam uma necessidade emergente a ser suprida pelas instituições de ensino do Nordeste. A importância dos resultados é comprovada, especialmente, pela produção científica de um artigo publicado em periódico internacional com fator de impacto 3.71 e estrato A1 interdisciplinar, além da formação de recursos humanos. ABSTRACT: Due to the establishment of the SARCOV-2 pandemic and the loss of two doctoral students linked to the research, it was necessary to change the research proposal, on an exceptional basis. To this end, the research areas of the original proposal were maintained: bioengineering and cell therapy (association of materials and stem cells, treatment of lesions with stem cells associated with materials). The study biomaterial was also maintained: castor bean polymer (Ricinus communis L). However, the animal model of the study was changed, adopting a leporine model of bone repair. The characterization of the material was performed with Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, scanning electron microscopy and porosity analysis. Cytotoxicity analysis was performed with 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H tetrazolium assay). The osteoinductive effect in vivo was determined in bone defects in the tibia of rabbits submitted to the castor polyurethane scaffold associated with stem cells. Treatment with castor polyurethane scaffold alone induced a more significant bone formation when compared to the other groups, followed by treatment with an association between castor polyurethane scaffold and stem cells. The results generated have relevant potential for scientific, technological, economic, regional and social impact, given the scope of the products developed. The research is technologically innovative, as it allowed the unprecedented production of a bioproduct compatible with the growth of mesenchymal stem cells and capable of inducing bone neoformation in vivo. The association between mesenchymal stem cells and castor bean polymer scaffold contributed to the update of the state of the art of bioengineering using stem cells and osteoinductive materials, by presenting an alternative of a new bioproduct, with osteoinductive effect proven in vivo. The results generated still have great potential for technological innovation of products, given that in Brazil, commercial presentations of polymers with incorporated stem cells are not available. The training of human resources took place in a qualified way for research with advanced biotechnologies, using molecular and materials engineering methodologies, which represent an emerging need to be met by educational institutions in the Northeast. The importance of the results is proven, especially, by the scientific production of an article published in an international journal with an impact factor of 3.71 and interdisciplinary stratum A1, in addition to the training of human resources.