Desenvolvimento de biogel osteoindutor com nanopartículas piezoelétricas

Abstract

O tecido ósseo é constituído por três principais tipos celulares denominados osteoclastos, osteócitos e osteoblastos. Os osteoblastos são as células responsáveis pela formação da matriz extracelular óssea que é constituída em maior parte por colágeno do tipo I e cristais de hidroxiapatita, os quais conferem propriedade piezoelétrica ao tecido ósseo, sendo tal propriedade compreendida como a capacidade de gerar potenciais elétricos em resposta à deformação mecânica. Várias lesões do tecido ósseo exigem a utilização de estratégias terapêuticas de reparo como a implantação de materiais que mimetizem a composição e piezoeletricidade óssea. Sendo assim, o objetivo do trabalho foi produzir e avaliar o potencial osteoindutor do biogel de colágeno com nanopartículas de titanato de bário. Para isso, realizou-se a extração de colágeno de tendão bovino e colágeno da cauda de rato. Os diferentes tipos de colágeno foram utilizados para produção dos scaffolds em associação com as nanopartículas de titanato de bário piezoelétricas. Foi identificado que as nanopartículas não apresentam citotoxicidade para osteoblastos de ratos e que sua associação ao colágeno gera scaffolds citocompatíveis. Além disso, os scaffolds de colágeno de rato associados às nanopartículas promoveram maturação osteoblástica identificada por meio da maior atividade da enzima fosfatase alcalina e do aumento significativo na expressão de genes relacionados à maturação osteoblástica após 14 dias, como Bglap e Col1a1. Além disso, observou-se que o reparo ósseo em ratos foi favorecido no grupo que recebeu o tratamento com colágeno associado às nanopartículas. Portanto, conclui-se que o biogel de colágeno com nanopartículas de titanato de bário é um material biocompatível e osteoindutor com potencial para promover reparo do tecido ósseo.