Nanobiomateriais e Aplicações Médica

O Laboratório de NanoBiomateriai do CBPF, NanoBiomat, tem como meta a pesquisa e o desenvolvimento de nanomateriais biocompatíveis para uso clínico na medicina regenerativa e liberação de drogas.

O NanoBiomat conta com ampla infra-estrutura experimental para a síntese e processamento do nanobiomateriais segundo as boas prática de fabricação (ABF), assim como técnicas para a caracterização química, estrutural e de superfície na escala nano.

Mecanismos de interações dos nanobiomateriais com moléculas de interesse biológico são estudadas por técnicas experimentais combinadas à modelagem teórica de superfícies na escala nano.

O NanoBiomat conta com facilidades para avaliações toxicológicas, in vitro, dos nanomateriais. Um Laboratório de Cultura celular e Nanotoxicologia equipado com técnicas de microscopia de fluorescência permitem a realização de estudos sobre interações de células com superfícies nanoestruturadas e nanopartículas.

Dar suporte científico e tecnológico a instituições, públicas e privadas, e empresas que produzem ou utilizem biomateriais para uso biomédico constitui uma das principais atribuições do NanoBiomat. 

Atividades

1 – Síntese e Processamento de Fosfatos de Cálcio Nanoestruturados e   Compósitos

Fosfatos de cálcio, CAP com substituições catiônicas e aniônicas e estequiometria, cristalinidade e tamanho de partículas controlados são sintetizados sob boas práticas de laboratório (BPF). São desenvolvidas técnicas para o processamento de nanopartículas e arcabouços nanoestruturados de CAP e compósitos CAP/polímeros com diferentes topografias para uso clínico

2- Funcionalização de Superfície e Associação com Moléculas.

Superfícies de CAP são modificadas por métodos químicos, substituições iônicas e reações com moléculas. Mecanismos de interações da superfície de CAP com peptídeos, proteínas, antibióticos e fatores de crescimento são investigados.

3- Modelagem Teórica de Nanobiomateriais

O grupo de estrutura eletrônica do NanoBiomat vem desenvolvendo mecanismos de “feed-back” ligando métodos quânticos de primeiros-princípios, modelagem atomística e investigação experimental para estudar a estrutura e reatividade superficial de cerâmicas constituídas por compostos isomorfos da hidroxiapatita estequiométricos e não-estequiométricos. A pesquisa atual está fundalmente focada na investigação de superfícies de biocerâmicas funcionalizadas e associadas a moléculas orgânicas de interesse biomédico tais como as biomoléculas de clorexidina (antimicrobiano), tetraciclina (antibiótico) e RGD (peptídeos).

4 – Revestimentos Nanoestruturados de CAP em Substratos Metálicos

Estuda-se os mecanismos de formação e crescimento de filmes finos de CAP em substratos metálicos pela técnica de Magnetron Sputtering, MS. A técnica de MS é adaptada para a produção de revestimentos naoestruturados de hidroxiapatita em implantes de Ti com estequiometria, cristalinidade e adesão controladas, para uso médico.

Estuda-se, in vitro, a influência de nanobiomateriais no processo de adesão, proliferação e diferenciação de células ósseas. Avalia-se o comportamento, in vivo, dos nanobiomateriais funcionalizados nos processos de regeneração de tecido ósseos e tratamentos de processos inflamatórios. 

Pesquisadores:

Prof. Alexandre Malta Rossi - Responsável

Prof. Alexandre Mello da P. Silva

Dra. Elena Mavropoulos

Dra. Joice Terra