Desenvolvimento de scaffolds porosos com sistema de macro-canais orientados: associação das técnicas de bubbling-effect e impressão tridimensional

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Cassiano, Fernanda Balestrero
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Biocompatible materials; Dentin; Dentina; Engenharia tecidual; Materiais biocompatíveis; Tissue engineering
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/25/25148/tde-24032026-171724/

A busca por materiais capazes de induzir a regeneração do complexo dentina-polpa tem estimulado o desenvolvimento de scaffolds bioativos que combinem propriedades físico-químicas adequadas e arquitetura tridimensional favorável ao recrutamento e à diferenciação celular. Considerando o potencial da quitosana como matriz polimérica e a importância dos íons cálcio na modulação fenotípica odontogênica, foi proposta a fabricação de scaffolds porosos contendo fases minerais bioativas e apresentando macro-canais orientados, obtidos por meio da associação das técnicas de bubblingeffect e impressão 3D indireta. Inicialmente foram preparadas formulações de quitosana submetidas a diferentes velocidades de agitação e combinadas a hidróxido de cálcio, carbonato de cálcio, fosfato de cálcio e silicato de cálcio. Após etapas graduais de congelamento e liofilização, realizou-se o crosslinking para estabilização estrutural. Os materiais foram avaliados quanto à morfologia, porosidade, degradação, liberação de cálcio e intumescimento, além de sua interação com células da polpa dentária humana, tanto por contato direto quanto por meio de extratos, bem como potencial quimiotático. As composições mais promissoras foram selecionadas para a fabricação de scaffolds com macro-canais definidos por moldes tridimensionais contendo canais cilíndricos transestruturais de 700 µm de diâmetro. A caracterização incluiu análises de MEV, mensuração dos canais, porosidade, ensaios físicoquímicos, viabilidade celular, metabolismo, atividade de fosfatase alcalina e deposição de matriz mineralizada. Os resultados demonstraram que a agitação a 5.000 rpm proporcionou maior uniformidade de poros e melhor interconectividade. A incorporação das fases minerais promoveu integração homogênea na matriz polimérica, confirmada por FTIR, bem como liberação controlada de íons Ca². Dentre as formulações testadas, aquelas com maior proporção da fase mineral (2:1) apresentaram desempenho superior na modulação celular, estimulando maior metabolismo, atividade de ALP e deposição de matriz mineralizada. A introdução das macro-canaletas potencializou ainda mais esses efeitos, resultando em maior viabilidade celular nas fases iniciais e incremento expressivo da mineralização, especialmente nos grupos contendo hidróxido e carbonato de cálcio. Os scaffolds com canais apresentaram aumento aproximado de 1,9 vezes na deposição mineral quando comparados às composições equivalentes sem canaletas. A presença dos macrocanais contribuiu para respostas celulares compatíveis com diferenciação odontogênica. Os achados demonstram que a integração entre uma matriz polimérica biocompatível, fases minerais bioativas e design arquitetônico controlado resulta em um biomaterial com propriedades físico-químicas e biológicas adequadas para aplicações em terapias regenerativas do complexo dentina-polpa mediadas por cell homing. A abordagem proposta oferece uma plataforma promissora, reprodutível e de baixo custo, com potencial translacional para estudos in vivo e aplicações clínicas futuras.