O hidrogel injetável utiliza luz visível inofensiva para obter regeneração e adesão óssea

Uma equipe de pesquisa desenvolveu um hidrogel adesivo injetável inovador para regeneração óssea. Este hidrogel utiliza luz visível inofensiva para obter simultaneamente reticulação e mineralização sem a necessidade de enxertos ósseos. A pesquisa foi publicada recentemente na revista Biomateriais.

Os defeitos ósseos, que surgem de diversas causas, como trauma, infecção e anomalias congênitas, estão se tornando cada vez mais comuns nas sociedades envelhecidas. Os tratamentos convencionais geralmente envolvem enxertos ósseos combinados com soro ou bioadesivos para preencher o defeito.

No entanto, os hidrogéis injetáveis ​​existentes enfrentam desafios como dificuldade em manter a sua forma dentro do corpo e força adesiva limitada. Além disso, os métodos tradicionais que utilizam enxertos ósseos com materiais adesivos muitas vezes não conseguem alcançar simultaneamente a “regeneração óssea” e a “adesão”.

A equipe POSTECH introduziu um novo sistema que aborda essas limitações. Este novo sistema de hidrogel emprega luz visível – segura para o corpo humano – para facilitar a reticulação, onde os principais componentes do hidrogel se unem e endurecem, e para simultaneamente aumentar a mineralização onde minerais de construção óssea, como cálcio e fosfato, se formam dentro do hidrogel.

Embora estudos anteriores tenham explorado o uso da luz em aplicações semelhantes, eles encontraram problemas como a necessidade de preparação separada e mistura de enxertos ósseos e materiais adesivos, bem como a fraca ligação dos componentes principais, que muitas vezes se degradavam com o tempo.

O precursor de hidrogel recentemente desenvolvido compreende alginato (polissacarídeo natural derivado de algas marrons), proteína adesiva de mexilhão contendo peptídeo RGD, íons de cálcio, fosfonodióis e um fotoiniciador. A formulação à base de coacervado, imiscível em água, garante que o hidrogel mantenha sua forma e posição após a injeção no corpo.

Após a irradiação com luz visível, ocorre a reticulação e forma-se simultaneamente fosfato de cálcio amorfo, que funciona como material de enxerto ósseo. Isto elimina a necessidade de enxertos ósseos ou adesivos separados, permitindo que o hidrogel proporcione regeneração e adesão óssea.

Em experimentos utilizando modelos animais com defeitos ósseos femorais, o hidrogel foi injetado com sucesso, aderiu com precisão e entregou com eficácia componentes essenciais para a regeneração óssea.

O professor Hyung Joon Cha da POSTECH comentou: “O sistema de hidrogel injetável para regeneração óssea desenvolvido por nossa equipe de pesquisa representa uma alternativa inovadora aos tratamentos complexos convencionais para doenças ósseas e irá avançar muito na tecnologia de regeneração do tecido ósseo.”

A equipe de pesquisa incluiu o professor Cha do Departamento de Engenharia Química da POSTECH e da Escola de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Convergência com especialização em Ciências Médicas, juntamente com o Dr. Jinyoung Yun e o aluno do Programa Integrado Hyun Taek Woo do Departamento de Engenharia Química.