Biomaterial de colágeno e algas estimula regeneração óssea

O composto tem potencial para substituir ossos naturais em defeitos e implantes, além de servir para estudos científicos.
[Imagem: Nogueira et al. - 10.1021/acs.biomac.2c01313]

Colágeno para recuperação óssea

Um novo material de origem biológica, produzido com colágeno e com uma substância extraída de algas, chamada carragenana, estimula localmente respostas mineralizantes de células ósseas.

Isso significa que o biomaterial poderá substituir ossos naturais em implantes realizados para tratar traumas ou patologias, como osteossarcoma.

Atualmente, o padrão-ouro para implantes ósseos é a utilização de materiais autógenos, ou seja, retirados do corpo do próprio paciente, um processo que não é ideal porque requer uma cirurgia adicional, com o risco de infecções, e nem sempre pode ser utilizado em grandes áreas porque não há de onde retirar todo o material necessário.

A principal tendência para superar esse problema é o desenvolvimento de materiais artificiais que repliquem com similaridade, segurança e eficiência a complexidade da estrutura óssea.

É justamente o que faz o material desenvolvido por Lucas Nogueira e colegas da Universidade de São Paulo (USP), um composto de colágeno tipo 1, a proteína mais abundante na matriz óssea, proveniente de bovinos ou suínos, e de carragenana. Essa última substância se assemelha ao sulfato de condroitina, que é um dos compostos presentes nos ossos naturais e tem a função de organizar e mineralizar a matriz óssea e promover a adesão celular.

Testes

Para testar a viabilidade e potencial do material, os pesquisadores cultivaram osteoblastos, as células responsáveis pela formação da matriz óssea mineralizada, de duas formas: Apenas com colágeno e com colágeno e carragenana.

O material composto desenvolveu uma rede densa e uniforme de fibrilas entrelaçadas na superfície, e fibrilas de colágeno com alinhamento semelhante aos tecidos conjuntivos densos. Houve ainda um aumento na expressão de genes codificadores de proteínas relacionadas à mineralização óssea, como fosfatase alcalina (Alp), sialoproteína óssea (Bsp), osteocalcina (Oc) e osteopontina (Opn).

"Nossos resultados mostraram que a combinação de carragenana e colágeno estimulou melhor as respostas mineralizantes das células do que apenas o colágeno, validando in vitro a hipótese de que a presença de um componente semelhante quimicamente e estruturalmente a um dos compostos encontrados nos ossos junto com o colágeno é fundamental no processo," afirmou a professora Ana Paula Ramos. "A ideia agora é realizar testes in vivo para avaliar a possibilidade e a segurança de preencher qualquer tipo de defeito ósseo com esse biomaterial."