Nanotecnologia e Medicina regenerativa

As nanofribras que imitam as fibras de colágeno  presentes na matriz extracelular (MEC) podem ser criadas através de um grupo de componentes naturais e sintéticos,  que tenham propriedades benéficas contra queimaduras. Essas propriedades incluem uma grande razão entre a área de superfície e o volume,elevada porosidade, além de promover a proliferação, migração e aderência celular.

 A técnica de  electrospinning é utilizada para produção de  um molde de  nanofibras biodegradáveis e biocompatíveis, onde células-tronco são cultivadas, para a produção de uma nova pele, visando o tratamento de queimaduras e outros defeitos cutâneos.

A nanotecnologia e a medicina regenerativa são as grandes inovações desse século. A associação dessas duas áreas inovadoras, através da combinação do uso de nanofibras e células tronco podem quebrar diversos paradigmas, e vem mostrando ser o futuro da terapia regenerativa de órgãos e tecidos e, consequentemente, a esperança para inúmeras doenças como câncer, diabetes, lesões medulares, queimaduras e outras até então consideradas incuráveis.

Ultimamente, o que se descobriu sobre esses "tecidos artificiais" é a grande similaridade com o epitélio humano, podendo servir também nos testes com medicamentos e cosméticos usados na pele, evitando o uso de animais para esses testes.

Engenharia tecidual e polpa dentária: artigo de revisão

Para os interessados na área de engenharia tecidual aliada a odontologia este artigo de revisão é uma ótima fonte de informação atualizada sobre o assunto e suas perspectivas para a próxima década. O artigo “ Dental Pulp Tissue Engeneering ” é de 2011 e conta com autores brasileiros e um pesquisador americano da Universidade de Michigan.

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Parte do abstract do artigo:

A polpa dental é um tecido conjuntivo altamente especializado  que possui uma restrita capacidade de regeneração, devido à sua disposição anatômica e à natureza pós-mitótica das células odontoblásticas. A remoção total da polpa, seguida da desinfecção do canal radicular e seu preenchimento com material artificial proporciona a perda de uma significante quantidade de dentina deixando como sequela um dente não vital e enfraquecido. Entretanto, a endodontia regenerativa é um campo emergente da engenharia tecidual, que demonstrou resultados promissores utilizando células-tronco associadas à  arcabouços e moléculas bioativas. Desta forma, esse artigo revisa os recentes avanços obtidos na regeneração do tecido pulpar baseado nos princípios da engenharia tecidual e fornece aos leitores informações compreensivas sobre os diferentes aspectos envolvidos na engenharia tecidual. Assim, nós especulamos que a combinação ideal de células, arcabouços e moléculas bioativas pode resultar em significantes avanços em outras áreas da pesquisa odontológica.

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Link do artigo: http://www.scielo.br/pdf/bdj/v22n1/v22n01a01.pdf

Placas de Petri de Nanodiamante

As placas de petri são usadas há muito tempo na área biomédica.Antigamente eram feitas de vidro e hoje a maioria é de poliestireno.Até pouco tempo acreditávamos que elas não interferiam nas soluções, meios e culturas, Andrei Sommer e colegas na Universidade de Ulm descobriram que não é bem assim. Com o uso de um nanoindentador eles encontraram uma camada nanoscrópica formada por espécies reativas de oxigênio(ROS) que danificam as células.

 A boa notícia é que pesquisadores na Alemanha desenvolveram uma placa de Petri revestida com diamante nanocristalino que não oferece esse risco e por isso seria mais segura para procedimentos como fertilização in vitro e produção de células tronco in vitro.

Este trabalho encontra-se detalhado no Jornal of Bionic Engineering.

Fonte: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/51139

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A evolução da engenharia tecidual

             A engenharia tecidual objetiva a criação de dispositivos que possam manter ou restaurar a função do tecido. A engenharia de tecidos tem avançado possibilitando a utilização dos mais diversos biomateriais que potencializam a eficiência dos resultados esperados. Atualmente, esta área tendo a crescer com a atuação da nanotecnologia, que visa melhorar este campo.  Mesmo com a disponibilidade da tecnologia, a engenharia tecidual ainda enfrenta alguns desafios, entre eles a da substituição da Matriz Extracelular Original, capaz de influenciar o comportamento e adesão celular. A criação dos chamados “arcabouços”, formados pelos mais diversos biomateriais, depende da competência da nanotecnologia.

       O futuro desse campo de pesquisa aparece num cenário de grandes investimentos e progresso, sobretudo pelo entusiasmo de jovens pesquisadores comprometidos com seus objetivos.

Referência: M. Kelleher Cassandra, P. Vacanti Joseph. Engineering extracellular matrix through nanotechnology, 2010.

Nanotecnologia na Engenharia de Tecidos

        A nanotecnologia pode auxiliar na criação de órgãos artificiais e implantes com maior afinidade pelo tecido original, através do crescimento de células em arcabouços artificiais de polímeros biodegradáveis, superfícies contendo ranhuras nanométricas ou "carimbadas" com moléculas de adesão para melhorar a aderência de células e orientar seu crescimento nas formas desejadas. Da mesma forma, nanocompósitos (nanomateriais formados pela união de dois ou mais componentes, sendo que um deles possui partículas em dimensões da ordem de nanômetros) de liga de titânio podem ser usados para aumentar a longevidade e a biocompatibilidade de dipsositivos cirúrgicos e próteses. Como exemplos: implantes de células nervosas crescidas em malhas poliméricas para reparo de medula espinhal; células ósseas ou de cartilagem para reconstituição de articulações e células do fígado para a construção do órgão para transplante.

 

Introdução ao conhecimento dos biomateriais: Um pouco de história

       O uso de biomateriais surgiu com a necessidade da utilização de materiais , tais como o vidro e a madeira, inicialmente, que substituíssem tecidos humanos que por algum motivo foram lesados.  Antes dos Biomateriais era comum a utilização de materiais de origem biológica, como no caso dos enxertos e dos transplantes, os quais são classificados como autógenos (onde o doador é o próprio receptor), alógenos (onde o doador e o receptor são da mesma espécie) e xenógenos (onde o doador é de origem animal). Devido às desvantagens desses materiais e também do grande desenvolvimento científico e tecnológico, muitos trabalhos foram realizados com o objetivo de dispor de materiais de origem sintética com características adequadas que permitissem diminuir e em alguns casos eliminar o uso de materiais de origem biológica.

        A história dos Biomateriais pode ser dividida em três fases ou gerações. A primeira,  Foi a era de ouro, aço, marfim, madeira e vidro, entre outros. A segunda geração é compreendida, até meados do século XX e inclui metais e ligas de titânio para implantes dentários, os polietilenos de peso molecular e densidade muito altos  para a reposição de articulação e válvulas cardíacas. Recentemente, surgiu a designada terceira geração, e emergiu a partir de várias pesquisas para que os materiais durem muito mais tempo do que os já existentes e serem mais bem adaptados à vida prolongada no ambiente do corpo humano.

       O mercado de Biomateriais tem se desenvolvido em todo o mundo. Em pesquisa realizada no ano de 2008  estimou-se que o mercado movimentou cerca de 25.6 bilhões de dólares, podendo atingir 64,7 bilhões de dólares  em meados de 2015. (www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/biomaterials-393)

      O caso brasileiro mostra-se muito mais dramático devido ao nível baixo de saúde da maioria da população, representado pelos altos índices de mortalidade infantil e baixa expectativa de vida, em comparação à países do primeiro mundo. Além disso, grande parte dos Biomateriais usados no Brasil são importados e acabam por gerar muitos gastos. Desta forma, observa-se uma enorme necessidade de desenvolvimento científico e tecnológico brasileiro na área de Biomateriais como forma de atender às necessidades do povo brasileiro de melhoria da saúde geral e de redução de custos dos materiais envolvidos.

 

 

Fontes:

http://www.intranet.foar.unesp.br/histologia/Blog/Bio_intro.htm

http://www.demet.ufmg.br/docentes/rodrigo/biomateriais.htm

http://biomateriais.blogspot.com/

http://biomateriais.net/o-que-sao/

A aplicação da nanotecnologia na odontologia

No século XXI, com o avanço considerável da área de engenharia tecidual, a aplicação de conhecimentos em biomateriais na criação de arcabouços vem tomando frente, e cada vez mais há necessidade de aprofundar os conhecimentos em nanotecnologia para obter novas estruturas em escala nanométrica e compreender as propriedades físico-químicas que irão auxiliar para evidenciar novas funções.

A nanobiotecnologia é a aplicação da nanotecnologia nas áreas das ciências da vida e biológicas. Nos últimos anos, o desenvolvimento deste campo científico na odontologia tem avançado rapidamente. Dentre as aplicações na odontologia, podemos destacar a criação de placas, parafusos e implantes com maior afinidade pelo tecido original, aceleração do crescimento ósseo, utilização de células-tronco e hormônio do crescimento, além de aumentar a longevidade e biocompatibilidade de dispositivos cirúrgicos e próteses. A nanotecnologia se caracteriza por ser uma técnica que exige um conhecimento transversal da inter e multidisciplinaridade, abrangendo uma diversidade de áreas estratégicas para a pesquisa, tais como a Física, Química, Biologia, Ciências da Saúde e Ciência de Materiais, tendo como objetivo principal a manipulação da matéria em escala nanométrica. Algumas vezes,são importantes as propriedades magnéticas, a área superficial ativa, a reatividade química e a atividade biológica. A partir daí , estas excelentes propriedades têm sido extensivamente investigadas para as mais variadas aplicações. 
      Devido à necessidade da multidisciplinaridade o principal desafio da nanotecnologia no desenvolvimento é na consolidação de conhecimento necessário para garantir a inovação tecnológica e a formação da força de trabalho necessária para a exploração deste conhecimento.