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Nanotecnologia surge como opção para melhorar a integração de implantes metálicos

Criar modificações na superfície de implantes metálicos na nanoescala, ou seja, da ordem de milionésimos de milímetro, pode ser a solução para uma melhor adesão do metal ao organismo. Superfícies com nanocavidades tendem a favorecer a proliferação e a diferenciação de células ósseas.
Essa é a conclusão de um estudo conjunto entre pesquisadores da Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto (FORP) e da Universidade de Montreal, Canadá, que ganhou repercussão mundial. A pesquisa foi coordenada pelo professor canadense Antonio Nanci, e publicada na revista Nano Letters, da Sociedade Norte-Americana de Química, em fevereiro de 2009, com o título: “Estruturação oxidativa em nanoescala de superfícies metálicas para modulação da atividade
celular”.
“No caso de um implante ósseo, por exemplo, a interação das células com as
nanocavidades pode resultar em um aumento expressivo em sua atividade proliferativa e em maior diferenciação celular, com maior expressão de proteínas relacionadas à diferenciação de osteoblastos, ou seja, as células
que formam osso”, revela o professor Paulo Tambasco de Oliveira, da FORP, e um
dos autores principais do estudo.
Segundo Tambasco, a estratégia de imersão de metais em soluções químicas para
alterar sua superfície já é conhecida há anos. A novidade desse estudo é o fato de se fazer modificação em escala nanométrica, utilizando diferentes combinações de ácidos (ou bases) e oxidantes. Pesquisas revelam que as proteínas são adsorvidas diferentemente quando a superfície de um biomaterial é modificada na nanoescala. “Essa modificação faz com que as células reajam diferentemente à superfície metálica, tanto pela própria modificação da topografia, resultando em alterações na morfologia celular, como pelo impacto
que essa mudança tem no processo de adsorção de proteínas do plasma. Como as
proteínas são diferentemente adsorvidas no metal, as células podem reconhecer um ambiente mais interessante à sua adesão e proliferação, ou não. Por exemplo, no caso de próteses vasculares, nanotopografias podem impedir a formação de trombos, o que é desejável.
Para os implantes dentais e ortopédicos, devem favorecer o crescimento ósseo”,
explica. Essa nova estratégia pode ser utilizada no aprimoramento das superfícies metálicas já existentes e disponíveis comercialmente.
Tambasco afirma que existem trabalhos que comprovam que, com a nanotopografia, o risco de rejeição a implantes por formação de cápsula fibrosa e pelo crescimento bacteriano pode ser substancialmente reduzido. “Nosso trabalho abre caminho para compreendermos melhor os mecanismos que levam à maior formação de osso sobre nanotopografias. As perspectivas de aplicação em pacientes com qualidade óssea comprometida, como na osteoporose, são bastante relevantes”.
A pesquisa em Ribeirão Preto parte da pesquisa que demonstrou que superfícies metálicas imersas em substâncias químicas resultam em formação de nanocavidades que afetam diferentes funções celulares e, consequentemente, a formação dos tecidos na área de implantação, foi desenvolvida pelos pesquisadores Paulo
Tambasco de Oliveira e Karina Fittipaldi Bombonato Prado, do Laboratório de Cultura de Células da FORP. Eles foram os responsáveis por avaliar aspectos da morfologia, proliferação e diferenciação de células do cordão umbilical humano e de células osteogênicas obtidas de calvárias de ratos recém-nascidos.
“O que observamos foi que as células respondem diferentemente à superfície de
titânio com nanotopografia, quando comparada à superfície plana, em que não se faz o condicionamento químico. Células derivadas do cordão umbilical, por exemplo, com potencial para utilização em engenharia de tecidos e terapias celulares, apresentam um índice de proliferação aproximadamente 50% maior quando crescidas sobre nanocavidades. O crescimento de células indiferenciadas é um processo importante durante a formação de novos tecidos. Outro aspecto avaliado nos experimentos da FORP foi a localização de proteínas que caracterizam o desenvolvimento do fenótipo osteogênico in vitro, pois no processo de formação de novo osso em contato com o implante metálico, não
basta o crescimento celular, mas também a diferenciação de novos osteoblastos. Áreas mais extensas com expressão de proteínas típicas da diferenciação osteoblástica estão associadas com a maior quantidade de osso formado
sobre a nanotopografia”, revela.
Participaram, ainda, da pesquisa a acadêmica Larissa Moreira Spinola de Castro, da FORP, bolsista da FAPESP, e pesquisadores canadenses e italianos das áreas de Química, Física, Engenharia de Materiais, Biologia Celular e Molecular.

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