p Microestruturas de seção transversal nas amostras de CPC definidas (a) sem e (b) com alginato (20% em peso). Pouca porosidade foi detectada na amostra de CPC sem alginato (a1). A adição de alginato resultou na formação de macroporos dentro dos materiais a granel (b1). Crédito:Osaka City University
p Uma nova pesquisa mostra que a mistura de ácido algínico de baixa viscosidade com cimento de fosfato de cálcio (CPC), um material comumente usado como substituto ósseo, confere três melhorias funcionais:menor tempo de configuração, aumento da resistência à compressão, e aquisição de porosidade. p Uma razão para o aumento do uso de CPC nos últimos anos é sua natureza de configuração automática, permitindo que seja injetado em um paciente para uma abordagem mais não invasiva. Contudo, Os CPCs têm uma microestrutura densa que torna difícil para as células entrarem. Essa falta de poros limita o potencial de crescimento de novo osso. Este estudo, publicado no
Journal of Materials Science:Materials in Medicine, explora o efeito que o ácido algínico biopolímero derivado naturalmente tem sobre esta questão.
p Pesquisas anteriores estudaram outros biopolímeros, incluindo gelatina, colágeno, e quitosana, mas este estudo conjunto entre a Osaka City University (OCU), Escola de Pós-Graduação em Medicina e Escola de Pós-Graduação em Engenharia, confirmou os efeitos positivos da mistura de ácido algínico com CPC. Estudos in vitro mostraram que o ácido algínico encurta o tempo de presa e aumenta a resistência à compressão do CPC. Além disso, estudos in vivo mostraram que o biopolímero aumenta a porosidade do CPC, permitindo que as células entrem e um novo osso cresça.
p O ácido algínico tem sido amplamente utilizado na área médica para procedimentos como, imobilização celular, entrega de drogas, e curativo para feridas. Contudo, houve estudos limitados em conjunto com CPC. As características de degradabilidade e reticulação do ácido algínico tornam-no um aditivo promissor para melhorar as propriedades mecânicas densas e geralmente fracas do CPC.
p Este novo estudo avaliou uma série de compostos de alginato de CPC (a forma de sal do ácido algínico) com quantidades crescentes de ácido algínico. Em vitro, um medidor de pH mostrou uma diminuição nos níveis de pH à medida que as quantidades de ácido algínico aumentavam, acelerando o tempo de configuração. A microscopia eletrônica de varredura revelou que os compostos com ácido algínico aumentado tinham mais poros e menos densidade. Na Vivo, A análise de raios-X e micro-CT mostrou que os fêmures injetados com compostos de CPC de maiores quantidades de ácido algínico tinham, depois de seis semanas, mais degradação e formação óssea do que o grupo controle.
p "Ossos artificiais podem suportar ossos quebrados, mas eles não substituem nossos próprios ossos e permanecem no corpo como um objeto estranho ", disse o estudante de graduação Akiyoshi Shimatani, e primeiro autor do estudo. O professor associado Hiromitsu Toyoda do Departamento de Cirurgia Ortopédica da OCU continuou:"Para resolver este problema, desenvolvemos um osso artificial em colaboração com o professor Yoshiyuki Yokogawa e sua equipe da Faculdade de Engenharia da OCU, que é pegajoso, difícil de quebrar, e substitui o próprio osso do corpo. Esperamos que isso se torne uma nova opção para ossos artificiais. "