Invenção patenteada pela PUC-Rio, UFRRJ e INT possibilita a liberação controlada de bisfosfonatos em tratamentos de fraturas ósseas gerais e osteoporóticas, por meio de dispositivos biocompatíveis obtidos a partir do pó composto, utilizando técnicas de manufatura aditiva

Texto: Nayara Campos | Imagens: Acervo pessoal de Sonia Letichevsky 

Até o ano de 2050, o número de fraturas de quadril poderá crescer quatro vezes no Brasil. A projeção acompanha uma tendência de aumento global, que indica que os casos deste tipo de fratura deverão dobrar nos próximos 26 anos em todo o mundo. Os dados são de um estudo internacional publicado em 2023 no periódico científico Journal of Bone and Mineral Research, desenvolvido por pesquisadores das universidades Federal do Rio de Janeiro (UFRJ); Harvard, dos Estados Unidos; Oxford, do Reino Unido; Monash, da Austrália, e de Hong Kong, que considerou a incidência das fraturas osteoporóticas em pacientes com 50 anos ou mais, hospitalizados com fratura de quadril de 2005 a 2018.

Diante desta realidade, o desenvolvimento de biomateriais para regeneração tecidual apresenta-se como uma alternativa promissora para recuperação de diversos tecidos, entre eles, o tecido ósseo. Uma nova invenção da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio), desenvolvida em conjunto com pesquisadores da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ) e do Instituto Nacional de Tecnologia (INT), considerou justamente este cenário para criar um pó composto para a produção de biomateriais com liberação controlada de bisfosfonatos, classe de medicamento utilizada no tratamento de fraturas e doenças ósseas, como a osteoporose, por exemplo.

A tecnologia, protegida junto ao Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI), com apoio da Agência PUC-Rio de Inovação (AGI/PUC-Rio), agora integra o portfólio de patentes da PUC-Rio, UFRRJ e do Instituto Nacional de Tecnologia disponíveis para o licenciamento pelo setor industrial.

Liberação controlada de bisfosfonatos, um avanço para o tratamento de osteoporose

De acordo com duas das pesquisadoras que integram a equipe de pesquisas responsável pela invenção, Sonia Letichevsky, professora do Departamento de Engenharia Química e de Materiais da PUC-Rio, e Roberta Mendonça, do Departamento de Engenharia Química da UFRRJ, a tecnologia visa auxiliar no tratamento de fraturas osteoporóticas, ou de outra natureza, tal como quebra ou outras doenças relacionadas, por meio da liberação controlada e local de fármaco. Para a patente, o medicamento escolhido foi o alendronato, da classe dos bisfosfonatos, amplamente utilizado no tratamento da osteoporose.

“Dispositivos que atuam na liberação controlada de fármacos bisfosfonatos possibilitam a redução dos efeitos colaterais sistêmicos da medicação, típicos do pico de liberação da administração oral, e podem ser utilizados facilmente em procedimentos cirúrgicos, permanecendo no tecido afetado ou ainda serem inseridos na forma de um implante subcutâneo”, afirma a pesquisadora Sonia Letichevsky.

Segundo o estudo, os bisfosfonatos são os medicamentos mais utilizados no tratamento da osteoporose, pois conseguem interferir no metabolismo ósseo ao interromper a atividade dos osteoclastos, células com ramificações irregulares que fazem a reabsorção do tecido ósseo. Por outro lado, o uso desses fármacos tem sido associado a efeitos colaterais quando administrados de forma oral e intravenosa e dentre os efeitos adversos observados estão a irritação do esôfago, febres, inflamação ocular e osteonecrose mandibular. Dessa maneira, o estudo da liberação controlada de fármacos apresenta-se como um avanço para o tratamento osteoporótico.

A pesquisadora Roberta Mendonça ressalta que outro ponto de destaque para a tecnologia desenvolvida é a segurança em relação à aceitação do dispositivo pelo organismo. “A invenção utiliza um material que é um polímero biocompatível e nosso trabalho está inserido no contexto da bioengenharia tecidual, em que trabalhamos com a engenharia de tecidos para produzir materiais que fiquem temporariamente no corpo e se degradem à medida que o tempo passa, sem oferecer riscos de rejeição”, afirma.

Conheça a tecnologia: Pó composto para produção de biomateriais com liberação controlada de bisfosfonatos

O resultado da invenção é um pó composto para a produção de biomateriais aplicado à regeneração tecidual e foi obtido a partir do recobrimento de partículas do fármaco em pó alendronato, pertencente à classe dos bisfosfonatos, por um poliéster biocompatível (polímero PCL – Policaprolactona). O foco é a aplicação em técnicas de manufatura aditiva — tecnologias que permitem a criação de objetos a partir de um modelo virtual — como a impressão 3D, pelas técnicas de sinterização seletiva a laser (SLS) e deposição por material fundido (FDM).

“O pó composto atua como matéria-prima para alimentar impressoras 3D e gerar dispositivos na forma de filamentos ou scaffolds,uma estrutura tridimensional que fornece suporte para a fixação da célula e posterior desenvolvimento do tecido, por exemplo. Com este projeto, entramos no que chamamos de medicina personalizada, quando produzimos tecnologias específicas para cada paciente, pois com a impressora 3D, podemos fazer dispositivos de acordo com a demanda existente”, endossa Letichevsky.

Com o avanço dos testes, as pesquisadoras perceberam que a aplicação prática da tecnologia pode se dar de maneira ainda mais fácil do que se pensava no início do estudo. “A ideia inicial era produzir este pó para que ele pudesse ser utilizado a partir de sinterização seletiva a laser (SLS), mas percebemos que poderia ser implementado como matéria-prima para a produção de diferentes dispositivos por impressão 3D e técnicas mais simples como solvent casting e moldagem por compressão”, explica Mendonça.

Com tese comprovada nos testes laboratoriais nas áreas de química e engenharia de materiais, a pesquisa, que iniciou em 2018, teve financiamentos como Faperj, Capes e CNPq, além de apoio de Farmanguinhos e Instituto Nacional da Tecnologia. O estudo agora busca parcerias e novos financiamentos para poder avançar com ensaios em células.

Os pesquisadores que integram o projeto são: Beatriz Ferreira de Carvalho Patricio, Claudio Teodoro dos Santos, Cristiane Evelise Ribeiro da Silva, Helvécio Vinícius Antunes Rocha, Maurício de Jesus Monteiro, Michelle Alvares Sarcinelli, Roberta Helena Mendonça, Sonia Letichevsky e Talita Goulart da Silva.

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