Implantes do futuro

Com participação brasileira, equipe multidisciplinar coordenada por cientistas do Canadá usa tratamento químico para criar superfícies metálicas nanoporosas capazes de controlar o comportamento de células do organismo. Objetivo do estudo, publicado na Nano Letters, é desenvolver próteses inteligentes

Por Fábio de Castro

Agência FAPESP – Com coordenação canadense e contribuição brasileira, uma equipe internacional multidisciplinar está desenvolvendo novas estratégias para o tratamento químico de superfícies metálicas que poderão, no futuro, ter aplicações em implantes médicos e dentários, minimizando a rejeição de próteses metálicas pelo corpo humano.

O estudo, publicado na revista Nano Letters, parte das recentes descobertas no campo da nanotecnologia e utiliza a modificação química para produzir metais com superfícies inteligentes, capazes de interagir positivamente com as células e ajudando a controlar a reação biológica.

Coordenada pelo professor Antonio Nanci, da Faculdade de Medicina Odontológica da Universidade de Montreal, a equipe inclui pesquisadores da Universidade McGill, do Instituto Nacional de Pesquisa Científica do Canadá, da empresa Plasmionique e da Universidade de São Paulo (USP).

Dois professores da Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto (Forp), da USP, estão entre os autores do artigo: os brasileiros Paulo Tambasco de Oliveira e Karina Bombonato-Prado, do Departamento de Morfologia, Estomatologia e Fisiologia.

De acordo com Tambasco, o tratamento químico de superfícies metálicas para utilização em implantes não é uma novidade. Mas ao modificar a topografia dessas superfícies na nanoescala, o grupo tem conseguido ampliar a versatilidade desses processos.

“O estudo apresenta a versatilidade das novas soluções utilizadas para tratamento químico de superfícies metálicas para modificações na nanoescala – a dimensão em que ocorre a sinalização celular – e mostra que as alterações nas células do organismo acontecem tanto na expressão gênica como na expressão de proteínas”, disse Tambasco à Agência FAPESP.

O procedimento é capaz de provocar a formação de nanotopografias com poros de dimensões de 20 a 30 nanômetros, que, de acordo com Tambasco, influenciam diversos processos biológicos, favorecendo a interação com o organismo. “Essas superfícies estimulam diretamente as células e por isso são uma potencial alternativa ao uso de moléculas bioativas”, disse.

O aprimoramento dessas estratégias, de acordo com os autores, poderá aumentar significativamente as chances de sucesso de próteses ortopédicas, dentárias e cardiovasculares.

“Uma das principais vantagens é o efeito celular seletivo. No caso de uma prótese vascular, por exemplo, é importante limitar a adesão celular a fim de não prejudicar a circulação sanguínea. No caso de implantes dentários, um dos desafios é impedir a formação de cápsula conjuntiva, o que prejudica sua estabilidade. O desenvolvimento de nanotopografias pode controlar seletivamente o crescimento celular”, disse Tambasco.

Os pesquisadores testaram os procedimentos para a modificação da superfície de metais biomédicos como o titânio. O tratamento foi feito com misturas selecionadas de ácidos e oxidantes. A equipe testou os efeitos das superfícies metálicas nanoporosas produzidas quimicamente sobre o crescimento e desenvolvimento de células in vitro.

Foi constatado que, em comparação às superfícies lisas não tratadas, as superfícies produzidas aumentam o crescimento das células ósseas e favorecem o desenvolvimento de células-tronco. A manifestação de genes necessários à adesão e ao crescimento celular também aumentou em contato com as superfícies nanoporosas.

“Justamente por ser uma abordagem inovadora de tratamentos químicos simples, notoriamente eficazes para modificar metais amplamente utilizados para próteses, esse estudo tem potencial para proporcionar o desenvolvimento de materiais inteligentes que sejam aceitos pelo organismo, mas que respondam ativamente ao meio biológico”, disse o professor.

O estudo envolveu pesquisadores das áreas de engenharia de materiais, química, física, odontologia e biologia celular e molecular. “A equipe brasileira, concentrada no Laboratório de Cultura de Células da Forp, criado há dez anos pelo professor Adalberto Luiz Rosa, deu contribuição significativa ao estudo canadense”, disse.

Segundo ele, o estudo recebeu apoio da FAPESP nas modalidades Auxílio a Pesquisa e bolsas de iniciação científica. Também com auxílio da Fundação, Tambasco realizou seu pós-doutorado no Canadá, em 2001 e 2002, sob supervisão de Nanci.

O artigo Nanoscale Oxidative Patterning of Metallic Surfaces to Modulate Cell Activity and Fate, de Antonio Nanci e outros, pode ser lido por assinantes da Nano Letters em http://pubs.acs.org/journal/nalefd.