PPG - Bioprodutos e Bioprocessos

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https://hdl.handle.net/11600/61205

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Navegando PPG - Bioprodutos e Bioprocessos por Autor "Cruz, Matheus de Almeida [UNIFESP]"

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    Caracterização físico-química e avaliação do efeito biológico da biosilica proveniente da espécie de esponja marinha tedania ignis
    (Universidade Federal de São Paulo, 2018-09-21) Cruz, Matheus de Almeida [UNIFESP]; Renno, Ana Claudia Muniz [UNIFESP]; Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
    Bone fractures are an important event in the medical clinic and are mainly related to the occurrence of trauma, accidents, sports injuries and diseases. In this context, biomaterials have been gaining prominence as an alternative in the treatment of fractures, especially the active bioglass 45S5, which is considered the gold standard of performance in the treatment of fractures. However, the great problem of this resource is due to its high cost of manufacturing or importation, which makes its access to the population restricted. Thus, research that seeks to prospect for natural products that have a good performance in bone repair becomes more and more necessary. In this context, marine sponges, which are already the marine organisms most used in medical research, present in their skeleton an organic portion, which is an analogue of collagen type XIII called spongin, in addition to an inorganic portion called Biosilica (BS), which makes up the spicules of these marine organisms. In this context, the objective of this work was: (i) to characterize physicochemically the BS and (ii) evaluate the biological effect of BS by in vivo analyzes. BG 45S5 was used for comparison in both cases. The characterization was done through MEV / EDX, XRD, FTIR, Calcium test and pH. For the in vivo tests, histopathological, histomorphometric and three-point biomechanical tests were performed. The results of SEM / EDX indicated that BS, after its extraction, showed spike structures with presence of Si (Silica) and O (oxygen) elements in its composition, while BG presented particles of varying size and shape with presence of the elements Si (Silica), O (Oxygen), Ca (Calcium), Na (Sodium), Al (Aluminum), Mg (Magnesium) and P (Phosphorus). In the FTIR results, it was possible to observe peaks referring to the groups Si-OH and Si-O-Si in BS and BG, besides the BG present a peak referring to the P-O. The XRD spectrum demonstrated the predominantly amorphous character of BS, but still with crystalline peaks characteristic of silica containing samples, while BG was completely amorphous. In the Ca assay, BS on day 1 demonstrated mineralization while BG demonstrated ion release from the incubation solution. However, from day 3, BS and BG demonstrated to release Ca in the incubator solution, this process being more prominent in BG until the last period. The pH analyzes allowed to observe that BS acidified the incubation medium on day 1 and, from the third day, the same reached a plateau near the physiological pH, while BG demonstrated to alkalinize the medium of day 1 until day 21. The results of the histopathological analysis, in tibiae of rats after 15 days, demonstrated extensive formation of bone tissue in Control Group (GC), presenting areas of osteoid tissue. BS demonstrated to be biocompatible, with initial formation of neoformed bone tissue, mainly in the periphery of the defect, presenting osteoid tissue, besides extensive formation of granulation tissue organized around BS particles. BG presented areas of formation of neoformed bone tissue largely than BS, with a large volume of osteoid tissue interspersed by BG particles and less evident granulation tissue. The histomorphometric parameter for the osteoblastic surface (Ob.S / BSf) demonstrated the bioactivity and anabolic effect of Biosilica. Biomechanical analysis demonstrated good mechanical properties of BS. Finally, it was possible to conclude that BS may present great potential in the fracture repair process, however, more biological studies with longer experimental periods and with different forms of presentation of the material are still necessary, in order to elucidate the mechanisms involved in the repair and to optimize the performance of this new material.
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    Acesso aberto (Open Access)
    Efeitos de scaffolds desenvolvidos a partir de compósitos bioativos extraídos de esponjas marinhas no processo de reparo ósseo de ratas osteoporóticas
    (Universidade Federal de São Paulo, 2023-12-20) Cruz, Matheus de Almeida [UNIFESP]; Renno, Ana Claudia Muniz [UNIFESP]; Granito, Renata Neves [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/1941145984734628; http://lattes.cnpq.br/7546924431469938; http://lattes.cnpq.br/7546924431469938; Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
    Durante o processo de reparo ósseo, cerca de 5 a 20% dos casos podem culminar em um processo de consolidação anormal e resultar em um atraso na consolidação ou não união óssea. Uma vez este quadro instalado, pode gerar prejuízos na qualidade de vida destes indivíduos, altos índices de morbimortalidade e elevados custos ao sistema de saúde. Desta forma, se faz necessário a investigação de tratamentos que apresentem potencial osteogênico e que tenham a capacidade de acelerar o processo de reparo ósseo. Dentre estes recursos, pode-se evidenciar a aplicação de biomateriais, por exemplo, os materiais bioativos, como o biovidro (BG) e dos provenientes de esponjas marinhas como a biosilica (BS) e a espongina (SPG). Assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar a biocompatibilidade dos compósitos de BS e BG associados ainda à SPG, por meio de estudo in vitro e in vivo, utilizando um modelo de defeito ósseo em tíbias de ratas osteoporóticas. Para o estudo in vitro, células MC3T3-E1. L929 e CHOK-1 foram analisadas através da viabilidade celular, ensaio de cometa, teste de micronúcleo e vermelho de alizarina. No estudo in vivo foram realizadas as seguintes análises: Histopatológica, histomorfométrica, Análise de colágeno e Imunohistoquímica. O estudo in vitro demostrou que, após 7 dias de cultura celular, houve um aumento significativo de viabilidade celular do grupo controle em comparação com os grupos BS, BS/SPG, BG e BG/SPG na concentração de 100%, nenhum dos materiais apresentou sinais de Genotoxicidade e os materiais apresentaram marcação por vermelho de alizarina. Para análise histológica, in vivo, 15 dias após a cirurgia, os grupos apresentaram tecido de granulação e algumas áreas de tecido ósseo neoformado. Trinta dias após a cirurgia, os grupos revelaram um tecido ósseo neoformado mais maduro e progressiva degradação do material. Todos os grupos tratados apresentaram deposição de colágeno organizado em rede após 30 dias. A análise de imuno-histoquímica demonstrou uma maior imunomarcação para Runx-2 em todos os grupos que receberam implantes de biomaterial, 15 e 30 dias após a cirurgia. Para a análise de OPG, observou-se um aumento da Imunomarcação para BS/SPG e BG/SPG em comparação com CG e BS e BG, 30 dias após a cirurgia. Desta forma, pode-se concluir que os estudos in vitro e in vivo apontaram que as amostras de BS e BS/SPG promoveram maior viabilidade celular e melhores propriedades biológicas nos defeitos ósseos na tíbia de ratas osteoporóticas, destacando o potencial dos compósitos associados a SPG para serem usados como enxertos ósseos em aplicações na medicina regenerativa.