Manufatura de scaffolds 3D de biosílica de esponja marinha para utilização na engenharia de tecido ósseo e avaliação dos efeitos biológicos in vitro

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Santo, Giovanna do Espirito [UNIFESP]
• Orientador(a): Renno, Ana Claudia Muniz [UNIFESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• dARK ID: ark:/48912/001300001j83b
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de São Paulo
• Palavras-chave em Português: Biosílica; Alginato; Reparo ósseo; Biomaterial; Esponjas marinhas; Impressão 3D
• Palavras-chave em Inglês: Biosilica; Alginate; Bone repair; Biomaterial; Marine sponges; 3D printing
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11600/73285

A crescente incidência de fraturas ósseas críticas, que afeta milhões de pessoas e gera altos custos hospitalares, representa um grande desafio para a saúde pública. A recuperação dessas fraturas é especialmente complexa nos casos de difícil consolidação, exigindo tratamentos avançados com biomateriais. Embora biocerâmicas como hidroxiapatita e biovidros sejam eficazes na regeneração óssea, suas limitações em resistência e custo impulsionaram o interesse pela biosílica, extraída de esponjas marinhas, devido à sua bioatividade e biocompatibilidade. Scaffolds fabricados por impressão 3D têm se mostrado promissores para potencializar sua aplicação, criando estruturas personalizadas que favorecem a atividade celular. Com base nisso, foi levantada a hipótese de que os scaffolds de BS marinha 3D possuem estruturas morfológicas capazes de propiciarem uma maior biocompatibilidade celular capazes de estimular o metabolismo ósseo. O objetivo foi manufaturar e comparar dois modelos de scaffolds 3D nos modelos grid e gyroid, avaliando suas características físico-químicas, mecânicas e biológicas em ensaios in vitro. Os métodos incluíram Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Porosidade, Perda de Massa e Avaliação de pH, Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Espectroscopia de Dispersão de Energia de Raios X (EDS). A avaliação mecânica envolveu um Teste de Compressão, e os ensaios in vitro utilizaram testes de adesão celular com linhagens osteoblásticas e fibroblásticas. A MEV mostrou espículas de BS em ambos os modelos no dia 0, com sinais de degradação ao longo dos períodos de imersão experimental, formando uma rede homogênea com a interação com o alginato. As medições de porosidade apresentaram uma média de 85% ± 0,9256 para o modelo grid e 83% ± 0,7169 para o modelo gyroid. O modelo gyroid demonstrou valores mais altos no teste de compressão, uma redução no pH no dia 1 e nenhuma diferença entre os modelos nos dias 3, 7 e 14. A perda de massa foi maior no modelo gyroid no dia 21. Os testes de FTIR mostraram picos característicos para ALG e BS. A análise por EDS detectou sílica (Si), cloro (Cl) e cálcio (Ca). No ensaio de adesão celular, ambos os modelos favoreceram a adesão e proliferação das células L929 (fibroblastos) e MC3T3-E1 (osteoblastos), sendo que o modelo gyroid apresentou melhor alongamento e morfologia celular. De modo geral, o modelo gyroid exibiu melhores propriedades físico-químicas, maior resistência mecânica e melhor desempenho biológico em comparação ao modelo grid, tornando-se uma opção promissora para engenharia de tecidos.