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UFMG avança na pesquisa com biomateriais, que simulam ou repõem funções afetadas por lesões, traumas ou doenças

04.12.2017

Um hidrogel com atividade antibacteriana, desenvolvido à base de polímeros e celulose por equipe multidisciplinar da UFMG, tem potencial para substituir tecido epitelial em pacientes com queimaduras e outros danos graves à pele, como úlceras decorrentes do diabetes. O biomaterial está descrito em artigo publicado neste mês em periódico de elevado impacto internacional na área de macromoléculas biológicas.
 
Parte da tese de doutorado de Nádia Capanema, graduada em odontologia e mestre em ciência e engenharia de materiais pela UFMG, o trabalho soma esforços de pesquisadores das áreas de engenharia, veterinária, ciências biológicas, química e física. Segundo o orientador da pesquisa, professor Herman Mansur, todos os resultados alcançados com biomateriais são frutos da conjunção de competências, na fronteira entre campos diversos do conhecimento.
 
No Centro de Nanociência, Nanotecnologia e Inovação, do Departamento de Metalurgia, Materiais e de Minas, que Mansur coordena ao lado dos professores Marivalda Pereira e Rodrigo Oréfice, são realizadas pesquisas em conjunto com outras unidades da UFMG, que aliam conhecimentos de campos como veterinária, ciências biológicas, odontologia, farmácia e medicina, para desenvolvimento de aplicações de novos materiais nas chamadas engenharia de tecidos duros (ossos e cartilagens) e engenharia de tecidos moles – pele, epitélio, sistemas nervoso e vascular.
 
Segundo Mansur, são biomateriais aqueles que têm interface, temporária ou permanente, com um sistema biológico. “Trabalhamos com as áreas de processamento cerâmico – materiais rígidos –, polimérico (flexível como os plásticos), de superfícies e compósitos, isto é, que combinam duas ou mais classes de materiais em sua estrutura”, enumera o pesquisador, lembrando que a intenção é mimetizar a natureza, procurando simular/repor as funções originais desenvolvidas ao longo da evolução que foram afetadas por lesões, traumas ou doenças.
 
Mansur explica que a engenharia de tecidos alcançou nova fronteira, na conjunção entre a nanotecnologia e os biomateriais, modalidade de pesquisa da qual o doutorado de Nádia Capanema é um exemplo. Além de substituir uma parte do corpo – no caso, a pele –, são usados materiais para desempenhar outras funções, como o combate a infecções por bactérias. “Só se consegue fazer isso quando se trabalha com o universo nanométrico. A nanotecnologia hoje permeia as aplicações biológicas”, observa Herman Mansur.
 
 
Nanocompósitos injetáveis para engenharia de tecidos ósseos: substituição de ossos e cartilagens com injeção do material in situ
Crédito: Raíssa César/UFMG
 
Criado em 1998, o Centro já formou centenas de pessoas em diversas áreas nos níveis de graduação e pós-graduação e obteve, assim, reconhecimento nacional e internacional. “A UFMG é conhecida no Brasil por sua excelência em biomateriais, e suas pesquisas estão em nível de igualdade com qualquer país de primeiro mundo”, assegura o coordenador.
 
Retenção de líquidos
 
Maior órgão do corpo humano, a pele pode sofrer danos por acidentes, traumas ou falhas genéticas. Podendo ser usado como bandagens em eventual substituição ao tecido epitelial, o hidrogel desenvolvido no trabalho coordenado por Herman Mansur é composto de redes poliméricas estáveis, ­quimicamente modificadas para reter enorme quantidade de líquidos e, assim, ser capaz de substituir uma das funções da pele. “Muitas pessoas queimadas morrem de insuficiência renal porque o rim não consegue fazer a troca de fluidos”, explica Herman Mansur.
 
Outra função incorporada ao produto é a de fronteira física contra bactérias e fungos, que causam graves infecções e podem levar à septicemia e à morte. “Acrescentamos nanopartículas de prata que, na dosagem certa, têm atividade antimicrobiana”, acrescenta Mansur. Artigo específico sobre o uso dessas nanopartículas foi publicado também, neste ano, no Journal of Applied Polymer Science.
 
O orientador destaca a preocupação do grupo com rotas sustentáveis e materiais que respeitem o meio ambiente. “Tudo o que fazemos é sustentável, numa visão abrangente de qualidade de vida, porque não adianta usar materiais tóxicos, que vão beneficiar parcialmente um indivíduo ou um grupo e fazer mal para o restante. Além disso, temos sempre o cuidado de minimizar o número de animais usados nos testes”, enfatiza o professor.
 
Quanto à transferência da tecnologia ao mercado, Herman Mansur prevê um período de dois a cinco anos até que sejam cumpridas todas as exigências legais de vigilância sanitária, mas comemora o encurtamento dos prazos proporcionado pelo avanço da ciência. “Quando iniciei minha atividade de pesquisa, os processos duravam dez, até 30 anos. Depois vieram os ciclos menores, acelerados pela informática. Hoje, os ciclos biológicos já são de cinco a dez anos, porque a pesquisa evolui muito rapidamente, dependendo apenas de investimento”.
 
Artigo: Superabsorbent crosslinked carboxymethyl cellulose-PEG hydrogels for potential wound dressing applications
 
Publicação: 20 de novembro de 2017, no International Journal of Biological Macromolecules
 
Autores: Nádia Capanema, Alexandra Mansur, Anderson de Jesus, Sandhra Carvalho, Herman Mansur e Luiz Carlos de Oliveira, todos da UFMG
 
Redação: Boletim UFMG
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