BIOMATERIAIS

DOUTORANDA: MAÍRA THEISEN

ORIENTADORA: PROF. DRA. IZABEL CRISTINA RIEGEL VIDOTTI

TRAJETÓRIA

UFRGS – Bacharelado em Química (2009-2013)

Iniciação científica – GQT

Dr. Hubert K. Stassen

“Um estudo computacional da interação entre Esqualamina e membranas bacterianas”

UFRGS – Mestrado em Ciência dos Materiais (09/2014 – 01/2017)

Dra. Rosane M. D. Soares

Dr. Hubert K. Stassen

“Estudo computacional via Dinâmica Molecular de poli(vinil álcool) funcionalizado com o tripeptídeo RGD”

UFPR – Doutorado em Química

Admissão no programa: 03/2019

Dra. Izabel C. Riegel Vidotti

Dra. Heloise R. de Barros

“Obtenção de nanopartículas de ouro funcionalizadas com copolímero PNIPAM-pectina e lipase de Candida antarctica (CALB)”

O QUE SÃO BIOMATERIAIS?

“Qualquer substância (que não medicamentos) ou combinação de substâncias, de origem sintética ou

natural, que pode ser utilizada por qualquer período de tempo, como um todo ou como parte de um

sistema que trata, aumenta ou substitui qualquer tecido, órgão ou função do corpo, com o propósito de

manter ou melhorar a qualidade de vida do indivíduo.”

Clinical Applications of Biomaterials. NIH. Nov 1-3. NIH Consens Statement 1982. pp. 1-19.

BIOCOMPATIBILIDADE

“Capacidade do material apresentar uma resposta apropriada numa aplicação específica,

com o mínimo de reações alérgicas, inflamatórias ou tóxicas quando em contato com os tecidos

vivos e fluidos orgânicos.”

.

Hench, L. Biomaterials: a forecast for the future. Biomaterials, 19 (1998) 1419- 1423.

“Não existe um único biomaterial que pode ser utilizado para múltiplas aplicações ou finalidades. O

conhecimento prévio das propriedades de cada material, assim como das funções executadas e das condições do

local que irá receber o implante, é fundamental no processo de escolha de um implante – fator determinante no

êxito da intervenção cirúrgica.”

biomatufrjmacae.blogspot.com/2011/11/biomateriais-na-medicina.html

Biomaterial

Propriedades

Função

Local

Biomaterial mais apropriado

LINHA DO TEMPO DOS BIOMATERIAIS

https://www.degruyter.com/view/j/biomat.2013.14.issue-3-4/bnm-2013-0014/bnm-2013-0014.xml

https://burnstrauma.biomedcentral.com/articles/10.1186/s41038-016-0027-y

https://www.epo.org/learning-events/european-inventor/finalists/2013/gow/feature.html

Mitologias

1500-200 A.C Capua Leg

Cairo Toe

Macus Sergius

Artes

Séc. XII-XVI

Séc. XVI-XIX

Membros articulados

Séc. XX-XXI

Aprimoramento

Função específica

LINHA DO TEMPO DOS BIOMATERIAIS

1ª geração

Inertes

2ª geração

Bioativos e reabsorvíveis

3ª geração

Engenharia de tecidos

4ª geração

Biofabricação

CICLO DE VIDA DO BIOMATERIAL

Identificação da necessidade

Desenvolvimento do dispositivo

Síntese do material

Testes do material

FabricaçãoEsterilização e

embalagemTeste do

dispositivoQuestões

regulatórias

Uso clínicoAnálise do explante

Pires, A. L. R.; Bierhalz, A. C. K.; Moraes, A. M. Quím. Nova, 2015, v.38, 957-971.

Mercado de biomateriais global em 2018

Crescimento 2019-2025: 14%

Projeção para 2025: 250 bilhões de dólares

• Avanços no desenvolvimento

• Outras áreas médicas

• Projetos em escala industrial

• População geriátrica

Grandviewresearch.com/press-release/global-biomaterials-Market

Mordorintelligence.com/industry-reports/biomaterials-market

MERCADO MUNDIAL

TIPOS DE BIOMATERIAIS

BIOMATERIAIS

POLIMÉRICOS

COMPÓSITOS

CERÂMICOS

METÁLICOS

METÁLICOS

Propridades

• Propriedades mecânicas

• Resistência à corrosão

Materiais

• Titânio

• Ni/Cr/Co

• Aço inoxidável

Aplicação

• Próteses

• Cardiologia

• Odontologia

Mahapatro, A., Mater. Sci. Eng. C, 2015, 55, 227-251.

Aherwar, A., AIMS Bioengineering, 2016, 3, 23-43.

Yang, K. et al, Int. J. Mol. Sci., 2018, 19, 24.

/www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1415-54192007000600006

https://biofabris.com.br/pt/biomateriais/

CERÂMICOS

Propridades

• Tecido rígidos

• Prop. Mecânica

Materiais

• Alumina(Al2O3)

• Zircônia(ZrO2)

• Fosfato de cálcio (hidroxiapatita)

• Bioglass

Aplicação

• Próteses

• Odontologia

• Cimento

ceramics.org/ceramic-tech-today/biomaterials/gain-a-winning-smile-with-glass-ceramics biomaterials-org.securec7.ezhostingserver.com/week/bio20.cfm

Azevedo, V. V. C.; Chaves, I. S. A.; Bezerra, I. D. C.; Costa, A. C. F. M. Revista Eletrônica de Materiais e Processos, v.3.1 (2008) 31-39 core.ac.uf/download/pdf/154274478.pdf

1894

Dreesman

Gesso como substituto dos

ossos

1967

Guerra do Vietnã

Implantes defeituosos

1969

Hench

Desenvolvimento do BIOGLASS

1985

Aprovação do FDA

Ossos do ouvido

POLIMÉRICOS

Propridades

• Flexibilidade

• Formas variadas

• Fácil fabricação

Materiais

• Poli(2-hidroxietilmetacrilato)

• Polietileno

• Polipropileno

• Quitosana

Aplicação

• Oftalmologia

• Prótese

• Liberação controlada

• Pele

tinaborke.com/polymers-in-ophthalmology-part-2/

www.rehabmagazine.ca/research/smart-bandages-communicating-the-need/

www.uweb.engr.washington.edu/research/tutorials/introbiomat.html

https://www.youtube.com/watch?v=b5PhiT0C6h0

EXEMPLOS

https://www.technologyreview.com/s/427519/pharmacy-on-a-chip/

https://revistagalileu.globo.com/Revista/noticia/2014/10/computador-de-engolir.html

https://www.vice.com/en_us/article/jp5a3g/a-microchip-to-deliver-drugs-in-your-body-by-remote-control

GRUPO UNICAMP – PROF. CECÍLIA ZAVAGLIA

Laboratório de Biomateriais e Biomecânica

Engenheiros

Ortopedistas

Químicos

Biólogos

Dentistas

VeterinárioRede Multicêntrica de Avaliação de Implantes Ortopédicos

(Remato)

https://www.unicamp.br/unicamp/unicamp_hoje/ju/maio2008/ju396pag7.html

Agosto/2013

https://www.unicamp.br/unicamp/ju/572/laboratorio-testa-proteses-biofabricadas-em-humanos

TISSUE ENGINEERING

“scaffolds”, células e moléculas biologicamente ativas

restaurar, manter ou aprimorar

Método I e II

https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/tissue-engineering-and-regenerative-medicine

http://celulastroncors.org.br/a-importancia-dos-scaffolds-na-engenharia-de-tecidos/

TISSUE ENGINEERING

Experimental e alto custo

Pequenas artérias, cartilagem, enxertos de pele, traquéia

Pesquisas de medicamentos

https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/tissue-engineering-and-regenerative-medicine

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/bit.25501

EXEMPLOS

DOI: 10.1021/acsbiomaterials.9b00082

HIDROGÉIS

Rede polimérica tridimensional

Reticulação

Médica e farmacêutica

Peppas, N. A., Bures, P., Leobandung, W. e Ichikawa, H. Hydrogels in pharmaceutical formulations. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 2000, Vol. 50, pp. 27-46.

McNaught, A. D. e Wilkinson, A. IUPAC Compendium of Chemical Terminology - "The Gold Book". 2nd. Oxford : Blackwell Scientific Publications, 1997.

http://www.fapesp.br/eventos/2011/11/quimica/catalani.pdf

http://www.intechopen.com/books/progress-in-molecular-and-environmental-bioengineering-from-analysis-and-modeling-to-technology-applications/hydrogels-methods-of-preparation-characterisation-and-applications

Liberação de fármacos

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PRÓXIMO SEMINÁRIO – 19/11

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