Experimentos realizados com ratos de laboratório demonstraram que estruturas à base de grafeno podem ser eficazes na regeneração de ossos, ajudando a sanar fraturas e a perda óssea. A matriz biocompatível que inclui grafeno promoveu uma reparação de quase 90% do dano sofrido pelas cobaias um mês após a fratura induzida em laboratório, superando o desempenho de outros materiais utilizados na pesquisa.
A análise do desempenho do biomaterial foi publicada no periódico Scientific Reports. O estudo foi coordenado por Daniela Franco Bueno, da Faculdade Israelita de Ciências da Saúde Albert Einstein, e Guilherme Lenz e Silva, da Poli-USP (Escola Politécnica da Universidade de São Paulo). Segundo Bueno, os resultados indicam uma boa expectativa de que essa abordagem avance para o uso em pacientes humanos em um futuro próximo.
““Essa tecnologia se encontra em uma fase avançada de desenvolvimento pré-clínico”,”
disse ela.
A equipe utilizou o licor negro, um subproduto da indústria de papel e celulose, como matéria-prima para os experimentos. O carbono obtido foi associado a diferentes materiais com estrutura nanométrica, incluindo grafeno, óxido de grafeno e nanografite, além de polímeros à base de quitosana-xantana. Bueno explicou que esses biomateriais atuam como scaffolds bioativos, ou “andaimes”, que orientam e aceleram a regeneração do tecido ósseo.
““No contexto da engenharia de tecidos, esses materiais atuam principalmente como scaffolds bioativos”,”
afirmou. Ela acrescentou que a interação do biomaterial com células do organismo, como macrófagos e células-tronco, pode influenciar a regeneração óssea. O material pode ser degradado ou remodelado, sendo substituído pela formação de novo tecido ósseo ou permanecendo em quantidades residuais.
A combinação de quitosana com grafeno é estratégica, pois cada material influencia diferentes aspectos do processo de regeneração. A quitosana é moldável e se degrada de forma controlada, enquanto o grafeno favorece a adesão celular e a vascularização.
““Essa sinergia cria uma estrutura tridimensional que não é apenas um suporte físico, mas um ambiente biologicamente ativo”,”
explicou Bueno.
Os pesquisadores controlaram fatores como microarquitetura e propriedades mecânicas dos biomateriais, utilizando impressão 3D. Nos experimentos, a equipe usou os biomateriais para promover a regeneração de fraturas nas tíbias de 16 ratos machos, com todos os tipos de scaffolds apresentando taxas significativas de recuperação óssea, sendo o grafeno o mais eficaz.
A expectativa é que essa abordagem seja útil tanto para fraturas quanto para reconstruir perda óssea ou problemas congênitos. O plano dos pesquisadores inclui combinar os biomateriais com células-tronco, como as derivadas da polpa de dentes decíduos.
““A associação das células-tronco aos biomateriais acelera a formação óssea”,”
concluiu a autora do estudo.