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A busca por biomateriais multifuncionais capazes de acelerar o reparo de tecidos moles e duros — como pele, osso e tecidos orais — é impulsionada pela necessidade de combater, simultaneamente, a inflamação exacerbada, o estresse oxidativo e o risco de infecções recorrentes. Nesse contexto, o Canabidiol (CBD) e o Canabigerol (CBG) destacam-se pelo elevado potencial anti-inflamatório, antimicrobiano e indutor do reparo e mineralização tecidual, embora sua alta lipofilicidade e instabilidade química exijam estratégias de vetorização. A incorporação desses fitocanabinoides em nanopartículas biodegradáveis de PLGA, veiculadas em um hidrogel mucoadesivo de Carbopol®, supera essas limitações ao promover a proteção e a liberação sustentada dos ativos no sítio da lesão, estabelecendo uma plataforma nanotecnológica versátil, de base natural e com elevado apelo de translação clínica para o setor de saúde e biotecnologia.

Materiais:

O polímero biodegradável poli(ácido lático-co-glicólico) (PLGA) e o agente gelificante Carbopol® serão adquiridos de fornecedores analíticos (Sigma-Aldrich). Os fitocanabinoides isolados de alta pureza — Canabidiol (CBD) e Canabigerol (CBG) — serão fornecidos pela empresa parceira (USA Hemp Brasil Ltda). Os demais reagentes analíticos e de cultura celular serão obtidos de marcas consolidadas (Sigma-Aldrich, Gibco). Para a etapa in vitro, serão utilizadas linhagens celulares representativas de tecidos moles (queratinócitos humanos - HaCaT; fibroblastos) e de tecidos duros/mineralizados (células pré-osteoblásticas/odontogênicas).

Preparação e Formulação do Biomaterial (SisNanoCanabinóides)As nanopartículas de PLGA contendo CBD, CBG ou sua associação (CBD+CBG) serão sintetizadas pelo método de emulsão-evaporação do solvente ou nanoprecipitação. As nanopartículas otimizadas serão dispersas e homogeneizadas mecanicamente em hidrogel de Carbopol® pré-formado e neutralizado. Serão estabelecidos os seguintes grupos experimentais:

Controle: Hidrogel de Carbopol® puro;
PLGA-Vazio: Hidrogel com nanopartículas de PLGA sem ativo;
Fármaco Livre: Hidrogel com CBD e/ou CBG livres;
SisNanoCBD: Hidrogel com nanopartículas de PLGA/CBD;
SisNanoCBG: Hidrogel com nanopartículas de PLGA/CBG;
SisNanoCombo: Hidrogel com nanopartículas contendo a associação CBD+CBG.

Caracterização Físico-Química, Reológica e Mecânica:

A morfologia, diâmetro médio de partícula e índice de polidispersão (PDI) das nanopartículas serão avaliados por Espalhamento Dinâmico de Luz (DLS) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A interação química entre os componentes será caracterizada por Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Espectroscopia de Dispersão de Energia (EDS). As propriedades reológicas (viscosidade e comportamento de escoamento) e mecânicas da matriz de hidrogel serão avaliadas em reômetro, enquanto as taxas de intumescimento e degradação serão testadas em tampão fosfato salino (PBS, pH 7,4 e pH 5,5 — simulando microambiente de feridas/inflamação) a 37 °C.

Perfil de Liberação dos Canabinoides:

Para determinar a cinética de liberação, amostras do sistema SisNanoCanabinóides serão incubadas em PBS a 37 °C sob agitação constante. Em intervalos pré-determinados (1h, 6h, 12h, 24h, 48h até 7 dias), alíquotas do meio receptor serão coletadas e quantificadas por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC). Os dados serão ajustados a modelos matemáticos cinéticos (Higuchi e Korsmeyer-Peppas) para identificar o mecanismo de liberação dos ativos.

Ensaios Biológicos in vitro:

Biocompatibilidade e Viabilidade Celular: A citotoxicidade dos extratos do biomaterial será avaliada via ensaio MTT ou alamarBlue® em culturas de células de tecidos moles (HaCaT e fibroblastos) e duros, após 1, 3 e 5 dias de exposição, conforme diretrizes da norma ISO 10993-5.

Proliferação e Migração Celular (Scratch Assay): O potencial regenerativo sobre tecidos moles será mensurado pelo ensaio de cicatrização in vitro. Após a indução do arranhão em monocamada celular, o fechamento da ferida simulada será monitorado por microscopia fotográfica nos tempos de 0, 12, 24 e 48h, quantificando-se a área de migração via software ImageJ.

Modulação de Marcadores Inflamatórios e Regenerativos: A quantificação da expressão de citocinas pró-inflamatórias (IL-6, TNF-$\alpha$) e fatores pró-cicatrizantes/osteogênicos (TGF-Beta, Colágeno tipo I, RUNX2) será realizada por RT-qPCR e ELISA.

Potencial de Mineralização e Ação Antimicrobiana: O potencial indutor sobre tecidos duros/mineralizados será avaliado pela coloração com Vermelho de Alizarina (formação de nódulos de cálcio).

A atividade bactericida e a inibição de biofilme frente a patógenos relevantes serão testadas por microdiluição em caldo e difusão em disco.


Os dados serão submetidos aos testes de normalidade (Shapiro-Wilk) e analisados por Análise de Variância de uma ou duas vias (ANOVA One-way ou Two-way), seguida do pós-teste de Tukey ou Kruskal-Wallis/Dunn, adotando-se o nível de significância de 5%.

O desenvolvimento da plataforma nanotecnológica SisNanoCanabinóides — constituída por um hidrogel mucoadesivo de Carbopol® incorporado com nanopartículas de PLGA contendo CBD e CBG — resultará em um biomaterial inovador, biocompatível e multifuncional, projetado para acelerar a cicatrização e a regeneração de tecidos moles e duros, como pele, osso, mucosa e tecidos orais.

No âmbito tecnológico e biológico in vitro, prevê-se a obtenção de nanopartículas com distribuição homogênea, taxa de encapsulamento igual ou superior a 80% e perfil de liberação sustentada dos fitocanabinoides mantido por até 7 dias em meio fisiológico. Os ensaios celulares demonstrarão alta biocompatibilidade, atendendo à norma ISO 10993-5 com viabilidade celular mantida acima de 70%, além de um incremento de pelo menos 30% na taxa de migração de fibroblastos e queratinócitos no ensaio de cicatrização (Scratch Assay), acompanhado de expressiva deposição de matriz mineralizada em linhagens osteogênicas e atenuação da carga bacteriana e de biofilmes patogênicos.

Sob a perspectiva da inovação, da transferência de tecnologia e do programa DAI/CNPq, o projeto visa o depósito de um pedido de patente junto ao INPI referente à formulação e ao processo de obtenção do biomaterial, além do avanço da maturidade tecnológica do protótipo do nível TRL 2 para TRL 4, consolidado por meio de um relatório de transferência de tecnologia para a empresa parceira, a USA Hemp Brasil Ltda. A execução do estudo resultará na formação de um doutor qualificado em biotecnologia e inovação, além da publicação de pelo menos dois artigos científicos em periódicos internacionais de alto impacto.

Por fim, no campo socioeconômico e da saúde pública, a proposta entregará uma alternativa terapêutica tópica, não invasiva e de base natural com tripla ação — anti-inflamatória, bactericida e regenerativa — para feridas e defeitos de difícil cicatrização, reduzindo a dependência nacional de insumos importados. A divulgação dos resultados através de ações de extensão colaborará para desmistificar o uso medicinal e científico de canabinoides não psicoativos no Brasil, promovendo maior aceitação social e democratização do acesso a biomateriais avançados.