Cientistas usam casulo do bicho-da-seda para reduzir custo de enxerto ósseo

Fonte: Jornal da USP

Cientistas do Instituto de Química de São Carlos (IQSC), da Universidade de São Paulo (USP), criaram uma técnica de produção de enxertos ósseos feita com casulo do bicho-da-seda que pode baratear em até 25% o custo em relação aos que já são usados atualmente no mercado. O processo também se destaca pela simplicidade e agilidade.

A técnica foi testada com células de hamsters na Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da USP, em Pirassununga, e também em camundongos, comprovando que o biomaterial é promissor.

A estimativa é de que o produto esteja disponível no mercado em um ano para uso veterinário e em dois anos para utilização em humanos.

Compatibilidade

Encontrar o material que mais se assemelha à estrutura de um osso, com o menor custo possível, foi o desafio que motivou os cientistas a estudarem novas alternativas para o desenvolvimento de enxertos ósseos.

Para reduzir as chances de rejeição do organismo, o produto deve ser resistente, biodegradável e biocompatível, facilitando a formação de vasos sanguíneos e a multiplicação das células.

Dessa forma, o material proposto pelos pesquisadores Daniela Vieira e Sérgio A. Yoshioka combina hidroxiapatita (fosfato de cálcio) com uma proteína encontrada no casulo do bicho-da-seda, a fibroína.

A mistura possui características químicas e estruturais próximas às dos ossos trabeculares, que são encontrados no interior dos ossos longos e representam cerca de 20% do esqueleto humano.

“Nós concluímos que o material não é tóxico, então ele pode estar em contato com humanos e animais. Também constatamos sua habilidade de formar apatita (o principal mineral dos ossos), que permite que ele seja incorporado ao osso danificado, favorecendo o crescimento de um novo tecido ao redor e entre os poros do material”, explicou Daniela.

Processo rápido

Segundo Daniela, todas as etapas da produção do biomaterial são realizadas em temperatura ambiente e levam cerca de 24 horas para formarem alguns blocos.

“A metodologia de fabricação é simples, rápida e não utiliza altas temperaturas para sua execução, como acontece nos métodos convencionais, tornando o processo econômico e sustentável. Temos certeza que o custo de produção será menor, ainda mais pela matéria prima que utilizamos, a fibroína de seda, que é super acessível”, disse Daniela.

A escolha do material vindo do bicho-da-seda se deu pelas características históricas atribuídas ao animal, principalmente a resistência mecânica. “Nossa ideia foi utilizar a fibroína da seda como uma ‘cola’, embora alguns estudos também indicam sua capacidade de auxiliar na migração celular”, explicou.

Testes e uso

Os bons resultados apresentados pelo biomaterial até o momento também se devem ao fato dele ter demonstrado alto índice de porosidade, com níveis de até 70%. Essa característica permite a distribuição de oxigênio e nutrientes pelo composto, facilitando a integração vascular e a incorporação das células ósseas presentes no local de implantação do enxerto.

A expectativa dos cientistas é de que o material ajude na formação de um novo tecido estimulando a produção celular e, com o tempo, se degradar no organismo. Todo esse processo pode durar de 3 a 12 meses, dependendo do paciente e da complexidade do dano sofrido.

Os pesquisadores afirmam que o biomaterial pode ser aproveitado em outras aplicações médicas, como em reparos de cartilagens e pele, desde que sejam realizadas alterações em sua parte física, buscando a viscosidade e o formato adequados.

A tecnologia também pode ser utilizada como fertilizante para liberação controlada de cálcio e fosfato para plantas, sem presença de contaminantes prejudiciais aos vegetais, ou ainda como material para produção de placas cerâmicas em substituição a materiais metálicos.

Os próximos passos são ampliar os testes para viabilizar a comercialização do produto o mais rápido possível. Para isso, os cientistas irão produzir cerca de 100 blocos do biomaterial, que deverão ser aplicados em breve em porcos e bois.