Com o envelhecimento elementos celulares da pele perdem a capacidade funcional, tornando-se incapazes de preencher os espaços deixados pela perda de tônus muscular, elasticidade da pele e demais perdas celulares



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BIOCOMPATIBILIDADE DE CERÂMICAS A BASE DE MICROESFERAS DE HIDROXIAPATITA PARA OBTENÇÃO DE PREENCHEDOR DERMATOLÓGICO COM FINALIDADE REPARADORA
Duarte, L. N.1, Ferreira, Luiz F. R.1, Osthues, R. M.1 e Silva, S. N.1

1Departamento de Engenharia da Materiais, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, Belo Horizonte (MG), Brasil

2Departamento de Desenvolvimento e Biotecnologia Fundação Ezequiel Dias, Belo Horizonte (MG), Brasil

E-mail: assuntosregulatorios.biologica@gmail.com


Resumo. Com o envelhecimento elementos celulares da pele perdem a capacidade funcional, tornando-se incapazes de preencher os espaços deixados pela perda de tônus muscular, elasticidade da pele e demais perdas celulares. Para além do envelhecimento (degenerescência fisiológica), a integridade da face e outras partes do corpo também podem ser alteradas por doenças congênitas ou traumáticas. O presente trabalho teve como objetivo caracterizar as microesferas de BCPs quanto à sua constituição química (fases e composição) e porosidade, características importantes para eficiência dermatopreenchedora de correção facial moderada a grave e destina-se igualmente para a restauração dos sinais de perda de gordura facial (lipoatrofia) em pessoas com o vírus da imunodeficiência humana. As amostras de microesferas da biocerâmica foram caracterizadas através de Difração de Raios-X (DRX), Fluorescência de Raios-X (FRX) e da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV/EDS). Os resultados de Difração de Raios-X apresentaram um perfil de difratometria com picos indicativos de hidroxiapatita (HA) fase majoritária e traços de beta fosfato tricálcico (ß-TCP), ou seja, microesferas do composto BCP (fosfato de cálcio bifásico). No espectro de absorção no infravermelho foi identificada a presença de bandas que caracterizam a fase HA, picos referentes ao grupo PO4, e grupamento hidroxila (OH). Os resultados da análise de Fluorescência de Raios-X das microesferas confirmaram a presença de cálcio e fósforo compatível com as fases cristalinas identificadas no DRX e na concentração média das apatitas. A micrografia obtida por MEV apresenta o pó composto de pequenas partículas (abaixo de 50 micros), formato esférico. Foram realizados estudos pré-clínicos, citotoxicidade” in vitro”, que forneceram informações a respeito da toxicidade em culturas celulares.

Palavras-chave: Hidroxiapatita de Cálcio, Preenchedor dérmico, caracterização físico-química.


1. INTRODUÇÃO
Atualmente a ciência dos biomateriais busca além do aspecto terapêutico de doenças e traumas, também estudar formas de atenuar as marcas do envelhecimento. Neste sentido busca fundamentalmente resgatar parte das funções estéticas ou anatômicas através de uma resposta biomaterial/hospedeiro apropriada

Há quase um século a humanidade tem conhecimento da susceptibilidade biológica das apatitas. Em 1969 alguns pesquisadores na Flórida propuseram um vidro bioativo inspirado na liberação de Cálcio (Ca) e Fósforo (P) que promoveria a ligação do vidro com o osso ((Hench, 1991; Ratner, Hoffman et al., 1996).

À medida que as técnicas de processamento para materiais cerâmicos foram inovadas, novas cerâmicas surgiram com melhor perfomance e conseqüentemente maior interesse em aplicações diversas, revolucionando o uso clínico dessas biocerâmicas, projetadas especialmente para reparar, reconstruir e substituir porções acometidas por alguma patologia ou traumatismo ligadas ao sistema ósseo. As cerâmicas foram por muito tempo utilizadas com este propósito de regenerar tecidos duros (Hench & Wilson, 1993)

A síntese de uma mistura de beta fosfato tricálcio, β-TCP, Ca9(PO4)6, e hidroxiapatita - HA, Ca10(PO4)6.(OH)2 chamada de fosfato de cálcio bifásico (ou simplesmente de BCP) foi desenvolvido a cerca de quarenta anos por grupos de pesquisa, que estudavam formas de viabilizar comercialmente produtos contendo HA, para procedimentos médicos reparadores ou para substituição óssea (LeGeros, 1988; Daculsi, Laboux et al., 2003).

O BCP é um material bioativo, biocompatível com vários tipos (duros, moles e cartilaginosos), podendo ser empregado em diferentes tecidos do corpo humano (ósseo, cartilaginoso, conjuntivo e muscular). O mecanismo fundamental de bioatividade do fosfato de cálcio bifásico (BCP) envolve a dissolução, seguida da reprecipitação de uma hidroxiapatita carbonatada (Daculsi, Laboux et al., 2003).

Para produção de biomaterial injetável de uso dermatológico, é normalmente utilizado um hidrogel polimérico biodegradável. Neste cenário um dos derivados da celulose o carboximetilcelulose de sódio (CMC na forma sódica sal de sódio) apresenta-se, como um polímero aniônico, muito solúvel em água, formando um compósito propriamente dito com o BCP (hidrogel e biocerâmica). Este biomaterial tem excelente propriedade para aplicações em articulações, preenchimentos ósseos, e mais recentemente em preenchimentos dérmicos.

O suporte das microesferas imersas no gel de carboximetilcelulose (CMC) de alta viscosidade e elasticidade, por sua vez fornece o suporte eficaz para as partículas de hidroxiapatita (HA), facilitando sua melhor distribuição e fixação de forma homogênea, evitando o risco de migração e minimizando o risco de extravasamento (lixiviação) para fora do implante.

Uma vez que o gel é reabsorvido, as células do tecido conjuntivo em especial os fibroblastos promovem a síntese de nova matriz de colágeno, ajudando a corrigir ou sustentar a derme, preenchendo os defeitos dos tecidos moles. As microesferas suspensas em gel de carboximetilcelulose servem como um alojamento para as células da derme que perderam parte da matriz extra-celular podendo inclusive estimular a proliferação celular além de preencher os espaços vazios deixados por estes elementos celulares.

Preenchedores dermatológicos comerciais são utilizados em diversas patologias para adicionar ou restaurar a simetria facial, ou para melhorar o equilíbrio da proporcionalidade facial. 

O aumento facial é feito para fins de reconstrução sendo cada vez mais popular para melhorar as depressões da pele existentes ou remodelar áreas específicas.

Os ossos da face encolhem e deixam espaços vazios com o envelhecimento. 

A pele também perde a elasticidade à medida que envelhecemos, não sendo capaz de preencher ao redor os espaços deixados pela perda óssea facial. 

Para além do envelhecimento, a integridade da face também pode ser perturbada por doenças congênitas, traumáticas.

Destina-se também a tratar a lipoatrofia facial em pessoas com o vírus da imunodeficiência humana, já que o Brasil foi o primeiro país a oferecer gratuitamente cirurgias reparadoras para estes doentes que sofrem de perda da gordura facial.

Desde dezembro de 2004, a portaria 2.582 do SUS incluiu oito procedimentos de pequeno e médio porte, que minimizam os efeitos da síndrome, responsável pela diminuição da qualidade de vida dos soropositivos em tratamento com anti retrovirais. Em fevereiro de 2005, a Portaria Ministerial nº 118 estabeleceu os protocolos de indicação dessas cirurgias. Finalmente, a Portaria Conjunta SAS/SVS nº 01, de 20 de janeiro de 2009, normatizou a realização do preenchimento facial permanente (bioplastias) com PMMA em nível ambulatorial. O PMMA (ou resina acrílica) é um material composto pela mistura de dois componentes: um polímero (pó) e um monômero (líquido) unidos pela reação de “polimerização por adição” (Santos, 2002).

O êxito da correção cirúrgica da lipoatrofia tem feito com que essa técnica seja amplamente requisitada pelos pacientes, sendo sua principal limitação o acesso ainda restrito ao polimetil-metacrilato (PMMA), além ser um preenchimento permanente, não permitindo correções ou mesmo preenchimentos graduais.

A biofuncionalidade destes materiais está ligada ao seu comportamento no meio fisiológico. No interior do organismo vivo o dispositivo, com a formação de uma camada de tecido fibroso pouco vascularizado, de espessura variável. O polimetil-metacrilato é um material não biodegradável, ao contrário da hidroxiapatita que tem relatos na literatura de sua interação com a derme média e profunda, apresentando uma bioabsorção ao longo do tempo (da ordem de 1 a 2 anos). A hidroxiapatita pode ser considerada preenchedor semipermanente, já que neste período o produto é completamente absorvido, não endurece, permanece brando e flexível, adotando as características do tecido mole vizinho, sendo uma opção para pacientes com receio quanto a resultados tardios uma vez que, ao ser degradado, a partícula estimula a formação de novo colágeno localmente, o que justifica o efeito total de 18 a 24 meses.


2. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1. Materiais

Foram utilizados o carboximetilcelulose de sódio (CMC na forma sódica sal de sódio) da empresa DENVER de Cotia/SP com certificados de análise e registro na ANVISA. A microesferas de BCPs foram doadas pela empresa Inside Materiais Avançados com sede em Belo Horizonte/MG.


2.2. Difração de Raios X

O ensaio das amostras foi executado com o difratômetro equipado com anodo de cobre. A varredura 2θ foi efetuada nas seguintes condições: contínuo; velocidade de 2,0o/min.; passo (incremento) de 0.02o; intervalos de varredura compreendidos entre 4 a 80o.



2.3. Fluorescência de raios-X
O espectrômetro de fluorescência de raios-X é um instrumento que determina quantitativa ou semi-quantivamente os elementos presentes numa determinada amostra. Isto é possível através da aplicação de raios-X na superfície da amostra e a posterior análise dos fluorescentes raios- X emitidos.
2.4. Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)
As microfotografias das matérias-primas foram obtidas por microscopia eletrônica de varredura, as amostras foram metalizadas com ouro e analisadas sob baixo vácuo. A análise das interações dos elétrons na superfície das amostras (raios X característicos) permite caracterizar por espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDS) elementos químicos dessas amostras. A imagem eletrônica de varredura (elétrons secundários e retroespalhados) representa em tons de cinza o mapeamento e a contagem elementar emitida pelo material analisado.
2.4. Testes de citotoxidade in vitro (ASTM-F895)
A citotoxidade é o efeito prejudicial ou nocivo não desejado induzido pelo biomaterial no sistema da cultura de células in vitro. O teste de citotoxicidade "in vitro" está classificado na ISO 10993-1, como um teste de avaliação inicial que utiliza técnicas de cultura de células e a toxicidade celular está descrita pela ISO 10993-5. Linhagem celular NCTC Clone 929, células de tecido conjuntivo de camundongo (ATCC CCL1), são semeadas em placas de Petri e incubadas por meio 2x concentrado e ágar com vermelho neutro. As amostras são colocadas sobre esse meio de cobertura e as placas novamente incubadas por 24h.

O índice de zona (IZ), que corresponde à área ou zona clara onde as células não foram coradas pelo vermelho neutro. As amostras foram testadas em quadruplicatas em placas separadas.

Controle positivo: fragmento de 0,5 cm x 0,5 cm de látex tóxico.

Controle Negativo: discos de papel de filtro atóxico com 0,5 cm de diâmetro.


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