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A justificativa para este trabalho está na necessidade de melhorar os tratamentos odontológicos com o uso de biomateriais mais biológicos, especialmente como o uso de hidrogeis. Entre os tratamentos propostos, estão o desenvolvimento de biomateriais para fissuras labiopalatinas, periodontite, doença cárie e tratamentos endodônticos. A biofabricação 4D e bioimpressão de hidrogéis fotorreticuláveis visam criar estruturas que favoreçam a regeneração tecidual, melhorando os resultados clínicos e reduzindo custos.

Objetivo Principal: Desenvolver biomateriais por meio de biofabricação 4D e bioimpressão contendo células-tronco da cavidade bucal para a regeneração de tecidos duros e moles de interesse odontológico.

Objetivos Específicos
Objetivo I: Extração e caracterização das proteínas da matriz da dentina (DMP) de dentes humanos, incorporação em microesferas de gelatina e avaliação da liberação controlada.
Objetivo II: Isolamento de células-tronco da polpa dental de dentes decíduos e avaliação da diferenciação osteogênica.
Objetivo III: Desenvolver e caracterizar um hidrogel de alginato fotocrosslinkável por meio da biofabricação 4D contendo SHEDs e proteínas da matriz da dentina.
Métodos
Objetivo I: Extração e caracterização das proteínas da matriz da dentina (DMP) de dentes humanos, incorporação em microesferas de gelatina e avaliação da liberação controlada.

Extração das proteínas da matriz da dentina (DMP) de dentes humanos.
Síntese de microesferas de gelatina e carga das DMPs.
Revestimento mineral de micropartículas de hidroxiapatita e carga das DMPs.
Avaliação da liberação de proteínas.

Objetivo II: Isolamento de células-tronco da polpa dental de dentes decíduos e avaliação da diferenciação osteogênica. 5. Isolamento de células-tronco da polpa de dentes decíduos (SHEDs) de diferentes doadores. 6. Produção e cultivo de agregados e avaliação da diferenciação osteogênica. 7. Análise bioquímica: conteúdo de DNA, GAG, cálcio e atividade de fosfatase alcalina (ALP). 8. Análise histológica: GAG via Safranina O (SafO)/Verde Rápido e cálcio com Alizarina Vermelha S (AR). 9. Imunohistoquímica: colágeno tipo I e II (Col I e Col II), osteocalcina (OCN) e osteopontina (OPN).

Objetivo III: Desenvolver e caracterizar um hidrogel de alginato fotocrosslinkável por meio da biofabricação 4D contendo SHEDs e proteínas da matriz da dentina. 10. Desenvolvimento do hidrogel de alginato: Uma solução de polímero misto contendo alginato com SHEDs e fatores de crescimento da dentina será desenvolvida. Diferentes concentrações serão testadas para avaliar a melhor formulação para o desenvolvimento de tecidos. Para o hidrogel, será utilizado um polímero baseado em um estudo anterior (Ding et al., 2022) contendo OMA 6% p/v, GelMA 14% p/v ou PEGA8 20% p/v, PI (0,05% p/v) e absorvedor UV [metacriloxi-etil tiocarbamoil-rhodamina B (RhB), 4-aminoazobenzeno (AAb), derivados de isotiocianato de fluoresceína (FITC) e/ou 4'-hidróxi-3'-metilacetofenona (HMAP)] em meio DMEM (DMEM-LG).

Estudo da mudança de forma reversível.
Biofabricação 4D assistida por fotomáscara em forma de arco para simular o palato humano.
Caracterização física e biológica dos hidrogéis.
Medição do ângulo dos modelos 4D.
Teste de taxa de inchaço e degradação dos hidrogéis.
Assay Live/Dead.
Ensaios bioquímicos.
Análise histológica.

• Extrair e caracterizar por meio de eletroforese em gel e espectroscopia de
massa as proteínas da matriz dentinária (DMP) de dentes humanos;
• Avaliar o uso de partículas de gelatina e hidroxiapatita como meio para
liberação controlada das DMPs;
• Isolar células-tronco da polpa de dentes decíduos (SHEDs), permanentes (DPSC) e do ligamento periodontal (PDLSC) e avaliar a capacidade de diferenciação osteogênica de diferentes doadores utilizando análise de DNA, análise bioquímica (DNA, GAGs e outros) e histológica;
• Incorporar as SHEDs em microesferas de alginato e avaliar diferentes concentrações de células/alginato utilizadas, bem como a degradação do alginato e migração celular;
• Desenvolver hidrogel contendo microesferas de alginato com SHEDs e DMPs por meio de biofabricação 4D com o formato similar ao palato humano em domo;
• Isolamento de células-tronco de diferentes doadores e avaliação quanto a diferenciação osteogênica
• Desenvolver uma biotinta contendo microesferas de alginato fotorreticulável com células-tronco
• Avaliação in vivo de tecido bioimpresso
• Divulgação dos resultados por intermédio de congressos nacionais e internacionais, fórum de discussão científica, também pela elaboração de artigos científicos para periódicos de alto fator de impacto;
• Formação de recursos humanos em nível de graduação e pós-graduação,
envolvendo projetos de pelo menos dois alunos de pós-graduação;
• Proteção intelectual da tecnologia desenvolvida, prospecção e transferência de conhecimentos para setores produtivos.