Novo biomaterial para acelerar a cicatrização de lesões ósseas cranianas

Terça-feira, 2 de maio de 2023 • Neph Rivera: Contato

Um membro do corpo docente da Universidade do Texas em Arlington usará uma doação federal multi-institucional de US$ 2,3 milhões para ajudar a aproveitar o poder de cura da nanotecnologia de semicondutores.

Venu Varanasi, professor associado do Bone-Muscle Research Center na Faculdade de Enfermagem e Inovação em Saúde, está desenvolvendo biomateriais semicondutores para ajudar a acelerar a cicatrização óssea em pacientes que sofrem de defeitos ósseos cranianos.

O projeto é uma colaboração com os pesquisadores UTA ​​Marco Brotto, diretor do Centro de Pesquisa Bone-Muscle, e Pranesh Aswath, professor de bioengenharia e vice-reitor sênior, ambos os quais Varanasi descreveu como seus mentores. Cientistas da UTHealth Houston, Rice University e UT Southwestern Medical Center também estão contribuindo para o projeto.

Normalmente, existem duas estratégias de tratamento usadas para tratamentos de ossos cranianos, cada uma com suas próprias desvantagens, disse Varanasi.

Varanasi e sua equipe esperam desenvolver um novo material que possa ajudar a acelerar e padronizar o tempo que os pacientes levam para cicatrizar.

"Nosso projeto é fazer alguns novos materiais que possam melhorar a taxa de cicatrização dos implantes fixadores e melhorar a estabilidade dos materiais degradáveis ​​para que o osso possa ser gerado mais rapidamente em ambas as situações", disse ele.

O foco de Varanasi está no uso de um biomaterial semicondutor que induz um efeito de cura e minimiza as respostas imunes e a inflamação.

"Estamos usando um material específico que pode ser encontrado em um microchip e colocando-o como um revestimento de implante em dispositivos fixadores ou como uma nanopartícula nos materiais degradáveis", disse ele. "Isso ajudará a impulsionar a atividade antioxidante, que pode ajudar a produzir tecido ósseo e vascular necessário para curar toda a lacuna óssea".

Varanasi disse que esta nova abordagem foi inspirada por pesquisas anteriores envolvendo plantas e o elemento silício, que estimulou a produção de enzimas que ajudaram as plantas a sobreviver a condições traumáticas como a seca.

“Comecei a produzir dados e descobri que, assim como as plantas, os mamíferos e os humanos produzem o mesmo tipo de enzimas”, disse Varanasi. "Ninguém criou a ligação entre o íon de silício e os mecanismos antioxidantes em mamíferos até o nosso projeto."

Para desenvolver o biomaterial semicondutor, Varanasi está colaborando com o Centro de Pesquisa de Nanotecnologia do Instituto Shimadzu e o Centro de Caracterização de Materiais e Biologia da UTA.

Varanasi agradeceu as contribuições críticas de ex-alunos de doutorado que o ajudaram a obter os dados necessários para esta grande bolsa. Eles incluem Kamal Awad (ciência e engenharia de materiais) e Neelam Ahuja (cinesiologia). Ele também destacou o apoio da Vice-Presidência de Pesquisa e Inovação da UTA e de Leticia Brotto por sua assistência na orientação de alunos e estagiários.

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Esta pesquisa foi apoiada pelo Instituto Nacional de Pesquisa Dentária e Craniofacial dos Institutos Nacionais de Saúde sob o Prêmio Número R01DE031872. O conteúdo é de responsabilidade exclusiva dos autores e não representa necessariamente a opinião oficial do National Institutes of Health.