A regeneração óssea é um processo complexo e os métodos existentes para auxiliar a regeneração, incluindo transplantes e transmissões de fatores de crescimento, enfrentam limitações como o alto custo. Mas recentemente foi desenvolvido um material piezoelétrico que pode promover o crescimento do tecido ósseo.



Uma equipe de pesquisa KAIST liderada pelo Professor Seungbum Hong do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais (DMSE) desenvolveu uma estrutura biomimética que gera sinais elétricos após a aplicação de pressão, utilizando a capacidade osteogênica única da hidroxiapatita (HAp). HAp é um material básico de fosfato de cálcio encontrado em ossos e dentes. Esta substância mineral biocompatível também é conhecida por prevenir a cárie dentária e é frequentemente usada em cremes dentais.

Esta pesquisa foi conduzida em colaboração com uma equipe liderada pelo professor Jangho Kim, do Departamento de Engenharia de Biossistemas de Convergência da Universidade Nacional de Chonnam. Os resultados são publicados na revista ACS Applied Materials &Interfaces .

Estudos anteriores sobre andaimes piezoelétricos confirmaram os efeitos da piezoeletricidade na promoção da regeneração óssea e na melhoria da fusão óssea em vários materiais à base de polímeros, mas foram limitados na simulação do complexo ambiente celular necessário para a regeneração ideal do tecido ósseo. No entanto, esta pesquisa sugere um novo método para utilizar as habilidades osteogênicas únicas do HAp para desenvolver um material que imite o ambiente do tecido ósseo em um corpo vivo.

A equipe de pesquisa desenvolveu um processo de fabricação que funde o HAp com um filme polimérico. A estrutura flexível e independente desenvolvida através deste processo demonstrou o seu notável potencial para promover a regeneração óssea através de experiências in vitro e in vivo em ratos.

A equipe também identificou os princípios de regeneração óssea nos quais se baseia sua estrutura. Usando microscopia de força atômica (AFM), eles analisaram as propriedades elétricas da estrutura e avaliaram as propriedades detalhadas da superfície relacionadas ao formato da célula e à formação de proteínas esqueléticas celulares. Eles também investigaram os efeitos da piezoeletricidade e das propriedades da superfície na expressão de fatores de crescimento.

O professor Hong, do DMSE do KAIST, disse:"Desenvolvemos um material compósito piezoelétrico baseado em HAp que pode atuar como uma 'bandagem óssea' por meio de sua capacidade de acelerar a regeneração óssea." Ele acrescentou:"Esta pesquisa não apenas sugere uma nova direção para o projeto de biomateriais, mas também é significativa por ter explorado os efeitos da piezoeletricidade e das propriedades de superfície na regeneração óssea".

Mais informações: Soyun Joo et al, Andaimes piezoelétricos e topograficamente projetados para acelerar a regeneração óssea, ACS Applied Materials &Interfaces (2024). DOI:10.1021/acsami.3c12575
Informações do diário: Materiais Aplicados e Interfaces ACS

Fornecido pelo Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST)