Nome do Projeto
Desenvolvimento de uma membrana de celulose bacteriana, óxido de grafeno e pentóxido de nióbio para cicatrização de pele.
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
24/04/2023 - 08/03/2027
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências da Saúde
Resumo
A pele é a maior estrutura biológica do corpo humano e serve como uma barreira contra influências químicas, físicas e biológicas, sofrendo com lesões constantemente. Quando ocorre uma lesão, é iniciado o mecanismo fisiológico de cicatrização, que objetiva a regeneração tecidual. Contudo, contaminações bacterianas, como por Staphylococcus aureus, podem ocorrer devido à alta colonização por patógenos na pele, e acarretar no atraso do processo de cicatrização, podendo agravar o quadro geral do paciente. Ademais, as lesões por queimaduras apresentam fibronectina, colágeno e fibrinogênio em sua superfície, tornando-se o local ideal de ligação e adesão de patógenos. Em consequência ao uso indevido dos antibióticos e seu efeito de retardar o processo de cicatrização e promover a resistência das bactérias, novas terapias como o óxido de grafeno (GO – graphene oxide), pentóxido de nióbio (Nb2O5) e celulose bacteriana (BC – bacterial cellulose) estão ganhando espaço. O GO tem mostrado o potencial de estabelecer um ambiente propício para a regeneração dos tecidos da pele e induzir a diferenciação de fibroblastos e queratinócitos. O Nb2O5, vem mostrando o potencial de promover o aumento da atividade celular, viabilidade e produção de colágeno do tipo I, em fibroblastos. A BC, por sua vez, apresenta-se como um curativo de lesões de pele, devido a todas as suas propriedades intrínsecas, além de ser capaz de reter umidade, absorver exsudatos, acelerar o processo de granulação, estimular adesão e proliferação celular. Neste sentido, a proposta do presente projeto é desenvolver uma membrana à base de GO/Nb2O5/BC para a regeneração de pele com propriedades mecânicas e biológicas in vitro adequadas a ser utilizada com uma alternativa terapêutica no que concerne à problemática relacionada às complicações que podem ocorrer durante o processo de cicatrização da pele.

Objetivo Geral

Desenvolver uma membrana à base de celulose bacteriana (BC- bacterial cellulose) funcionalizado com GO (graphene oxide) e Nb2O5 (niobium pentoxide) para a regeneração de pele in vitro com propriedades mecânicas e biológicas adequadas.

Justificativa

As feridas crônicas são definidas como qualquer interrupção na continuidade de um tecido corpóreo, em maior ou menor extensão, decorrente de traumas ou de afecções clínicas com difícil processo de cicatrização, com duração superior a seis semanas. Podem estar associadas a diferentes fatores, tais como comprometimentos vasculares, Diabetes Mellitus, hipertensão arterial sistêmica, neuropatias, imobilidade prolongada, neoplasias e alterações nutricionais, requerendo tratamento especializado baseado na avaliação contínua, precisa e objetiva. Essas lesões acometem 5% da população adulta no mundo ocidental e geram altos custos para os serviços de saúde, uma vez que envolvem cuidados domiciliares, internações prolongadas, tratamentos complexos e uso de terapias adjuvantes, além de estarem associadas a altos índices de recorrência.
Outro fator causador de feridas graves com grande potencial de cronicidade são as queimaduras. Nesse sentido, conforme o Ministério da Saúde, as queimaduras estão entre as condições mais destrutivas no atendimento à saúde. Além de afetarem adultos e crianças, costumam causar dor, longos períodos de internação, diversas sequelas e, em casos mais graves, até a morte. Atingem pessoas de qualquer faixa etária e cerca de 1 milhão de pessoas são vítimas de acidentes envolvendo queimaduras todos os anos. De acordo com dados divulgados pelo Instituto Bem Cuidar (IBC), somente em 2021, foram registrados mais de 110 mil casos de internações de crianças e adolescentes no Brasil, sendo os acidentes com queimaduras responsáveis por 19% dessas ocorrências (IBC, 2021). Nesse contexto, o Hospital de Pronto Socorro de Porto Alegre registrou um aumento de 24% no número de atendimentos por queimadura nos cinco primeiros meses de 2022, em relação a 2021. De janeiro a maio, foram 841 intercorrências, divididas em 87 internações e 754 atendimentos ambulatoriais, com seis óbitos.
Tendo em vista a realidade exposta, especula-se que o mercado global de tratamento de feridas ultrapasse US $15 bilhões até o final de 2022 e alcance US $22 bilhões até 2024. No Brasil, a prevenção e, principalmente, o tratamento de feridas, representa a maior demanda de intervenção de enfermagem em diferentes condições clínicas. Cabe destacar que o indevido uso de antibióticos para tratar essas feridas, podem retardar o processo de cicatrização e promover a resistência bacteriana, um dos problemas mais graves na área da saúde atualmente.
Diante da grande demanda da população por medidas de tratamento eficazes para feridas extensas e/ou crônicas, a proposta do presente projeto é desenvolver uma membrana à base de GO/Nb2O5/BC para a regeneração de pele, em forma de curativo adesivo, a qual terá grande potencial de comercialização para o setor produtivo.

Metodologia

Para obtenção da membrana de óxido de grafeno, pentóxido de nióbio e celulose bacteriana, para a cicatrização da pele, devido às características biocompatíveis e potenciais de estímulo às fases do processo de cicatrização das nanopartículas já estudadas separadamente, o óxido de grafeno e o pentóxido de nióbio serão adicionados ao meio de cultura da bactéria para que ocorra a fermentação, para obter-se uma nova membrana com características biocompatíveis e mecânicas adequadas. Para analisar a interação da membrana em contato com a água será realizado o ensaio de molhabilidade. Para avaliar a adesividade da membrana, será avaliada a resistência ao rasgamento sob umidade e sem umidade, e resistência de união à pele e mucosa em máquina de ensaios mecânicos universais. Ensaios de migração celular e viabilidade celular com queratinócitos, fibroblastos e células epiteliais serão realizados para analisar as características biológicas, bem como, análises de qRT-PCR e Western Blotting de proteínas e mRNA relacionados a processos envolvidos na cicatrização de pele, como TIMP-1, COL-1, COL-3 e VEGF, para comprovar sua capacidade de estimular o processo de cicatrização. No que tange às contaminações que podem ocorrer em lesões de pele, serão realizados testes antibacterianos contra as bactérias S. aureus e P. aeruginosa, como o de contato direto, halo de inibição, análise de biodensidade, biovolume, cristal violeta e o ensaio de unidade formadora de colônia e identificação por checkerboard.

Indicadores, Metas e Resultados

O presente projeto visa contribuir em diferentes frentes. Com relação às contribuições científicas, serão produzidos artigos científicos e encaminhados a revistas de alto impacto na área. Ademais, os trabalhos serão apresentados em congressos científicos nacionais e internacionais. Em relação aos impactos tecnológicos, objetivamos o fomento à atividade empresarial e a capacitação da comunidade acadêmica e da sociedade quanto ao empreendedorismo e à inovação. A extensão tecnológica ocorre quando universidades, empresas e governo estabelecem um elo, criando ambiente de estímulo a processos de inovação para pequenas e microempresas. Visamos assim, a integração entre laboratórios, centros de ensino e de pesquisa regionais e a criação de produtos e serviços, gerando empreendimentos sustentáveis. No que diz respeito à contribuição e à inovação, nosso objetivo é redigir e depositar uma patente e consequentemente um produto passível de transferência tecnológica e comercialização.
Frente a presente realidade brasileira, a prevenção e o tratamento de feridas representa a maior demanda de intervenção de enfermagem em diferentes condições clínicas, além do uso excessivo e indevido de antibióticos para tratamento dessas feridas pode acabar retardando o processo de cicatrização e promover a resistência bacteriana, um dos problemas mais graves da saúde atualmente. Diante da grande demanda da população por medidas de tratamento eficazes para feridas extensas e/ou crônicas, a proposta do presente projeto é desenvolver uma membrana à base de GO/Nb2O5/BC para a regeneração de pele, em forma de curativo adesivo, a qual terá grande potencial de comercialização para o setor produtivo e uso pelo SUS.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ANDRESSA DA SILVA BARBOZA
EVANDRO PIVA1
Geovanna Peter Corrêa
JULIANA SILVA RIBEIRO
MORGANA LÜDTKE AZEVEDO
NEFTALI LENIN VILLARREAL CARRENO1
RAFAEL GUERRA LUND1

Recursos Arrecadados

FonteValorAdministrador
CNPq/MCTI/FNDCTR$ 449.789,54Coordenador

Plano de Aplicação de Despesas

DescriçãoValor
339030 - Material de ConsumoR$ 229.787,25
339018 - Auxílio Financeiro a EstudantesR$ 45.002,29
449052 - Equipamentos e Material PermanenteR$ 175.000,00

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