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A incorporação de produtos à base de canabidiol (CBD) e canabigerol (CBG) na odontologia representa uma inovação promissora, especialmente no desenvolvimento de biomateriais que favorecem a cicatrização e reduzem a resposta inflamatória em tecidos orais. A integração desses fitocanabinóides com matrizes de Gelatin Methacryloyl (GelMA) (RIBEIRO et al., 2022), reconhecido por sua biocompatibilidade e capacidade de gelificação, potencializa suas aplicações em procedimentos regenerativos e terapêuticos. Estudos recentes demonstram que a GelMA pode ser modificada para aprimorar suas propriedades funcionais. Vargas-Alfredo et al. (2022) exploraram a modificação da GelMA com grupos quaternários antibacterianos, ressaltando sua biocompatibilidade e potencial para aplicações periodontais, fundamentais para promover um ambiente propício à cicatrização. Além disso, Sun et al. (2022) revisaram as propriedades da GelMA e suas aplicações em tecidos que suportam carga, evidenciando sua eficácia na engenharia de tecidos, onde sua estrutura de hidrogel facilita a adesão e proliferação celular. Essa abordagem não apenas permite o uso da GelMA como um sistema de liberação controlada de fármacos, incluindo antibióticos e agentes anti-inflamatórios, mas também melhora a eficácia terapêutica e minimiza possíveis efeitos adversos (KURIAN et al., 2021; Da SILVA et al., 2024; HUANG et al., 2024).
Devido à sua natureza lipofílica, CBD e CBG apresentam desafios quanto à sua estabilidade e biodisponibilidade, o que limita a eficácia em algumas formas de administração. A aplicação de nanotecnologia no desenvolvimento de sistemas de liberação controlada de CBD e CBG em matrizes de GelMA tem se mostrado eficiente na promoção de uma liberação gradual e controlada dos compostos, o que pode resultar em melhorias significativas na resposta terapêutica (GRIFONI et al., 2022). Além disso, esses sistemas nanoestruturados favorecem a administração precisa de agentes terapêuticos, permitindo sua transposição de barreiras biológicas com eficiência e facilitando o uso em diversas especialidades odontológicas, como periodontia e endodontia (SHAN et al., 2015; SHARMA et al., 2019).
Portanto, a integração de canabinóides com GelMA representa uma abordagem inovadora no campo odontológico, criando alternativas terapêuticas que atendem tanto a necessidades clínicas quanto à demanda por tratamentos baseados em produtos naturais. Essa sinergia entre as propriedades dos canabinóides e a versatilidade de aplicação do GelMA destaca o potencial desses biomateriais no desenvolvimento de novas soluções para o manejo da inflamação e da dor, com aplicações amplas no contexto clínico e potencial para melhorar a qualidade do atendimento ao paciente.

Delineamento Experimental

Realização da síntese de nanocarregadores contendo canabidiol (CBD) e cannabigerol (CBG) para incorporação em hidrogéis GelMA.

Materiais e Reagentes
CBD e CBG serão fornecidos pela Medical Hemp Brasil, enquanto outros reagentes (GelMA, PLGA, PVA, Tween 80, DCM) serão adquiridos de fornecedores especializados.

Etapa 1: Síntese de Nanocarregadores-CBD/CBG

Síntese: Produção de nanopartículas de PLGA por nanoemulsão usando o método de evaporação de solvente, seguido por homogeneização, centrifugação, lavagem e liofilização.

Caracterização dos Nanocarregadores:

Microscopia (MEV e AFM): Avaliação morfológica.
FTIR: Determinação da natureza química das nanopartículas.
Capacidade de Carga: Análise por espectrometria UV-vis.
Liberação de CBD: Teste em PBS em diferentes pHs e temperaturas.
Degradação e Potencial Zeta: Avaliação de estabilidade e biodegradabilidade.

Etapa 2: Preparação do Hidrogel GelMA/CBD e GelMA/CBG

Preparação de GelMA: Solução de GelMA enriquecida com CBD/CBG ou nanocarregadores, seguida de fotopolimerização UV.
Caracterização: Análise microestrutural por MEV e capacidade de inchaço e liberação in vitro.

Etapa 3: Biocompatibilidade In Vitro

Viabilidade e Proliferação Celular: Testes com células-tronco dentárias (DPSCs) conforme ISO10993-5.

Etapa 4: Propriedades Antimicrobianas

Testes antimicrobianos: Avaliação de inibição bacteriana em ágar e contato direto contra cepas específicas (E. faecalis, S. mutans, C. albicans).

Metas:
Meta Física 1: Realizar uma revisão de escopo sobre o uso de nanocarregadores PLGA/CBD e PLGA/CBG integrados em hidrogéis GelMA em odontologia (propriedades analgesicas, antimicrobianas e reparadoras), com foco em suas aplicações e potencial em biomateriais.

Indicador: Conclusão da revisão de escopo e elaboração do artigo científico inicial, com meta de submissão em uma revista revisada por pares até o final do primeiro trimestre do projeto.

Meta Física 2: Sintetizar nanocarregadores de PLGA contendo CBD e CBG, otimizando parâmetros de carga e eficiência para integração em hidrogéis GelMA.

Indicador: Obtenção de nanocarregadores com eficiência de encapsulamento acima de 80%, evidenciada por testes de caracterização.

Meta Física 3: Avaliar as propriedades físico-químicas dos nanocarregadores PLGA/CBD e PLGA/CBG, e os hidrogéis GelMA com esses nanocarregadores, incluindo testes de estabilidade, distribuição de tamanho de partículas, potencial zeta e eficiência de encapsulamento.

Indicador: Relatório detalhado de caracterização com resultados específicos para cada propriedade, garantindo tamanho de partículas entre 100-300 nm e potencial zeta entre -20 e -30 Mv.

Meta Física 4: Determinar a biocompatibilidade dos hidrogéis GelMA contendo nanocarregadores PLGA/CBD e PLGA/CBG por meio de ensaios de viabilidade celular e estudos de cultivo tridimensional com células mesenquimais.

Indicador: Taxa de viabilidade celular mínima de 85% em ensaios de 24 e 48 horas com células mesenquimais; realização de pelo menos dois testes de viabilidade e publicação dos dados preliminares até o quarto trimestre.

Meta Física 5: Analisar o potencial de mineralização dos hidrogéis GelMA com nanocarregadores PLGA/CBD e PLGA/CBG em células mesenquimais, incluindo ensaios de formação de matriz mineralizada.

Indicador: Evidência de formação de matriz mineralizada por coloração e quantificação de depósitos de cálcio, com publicação dos dados em um periódico revisado por pares até o segundo ano do projeto.

Meta Física 6: Publicar, no mínimo, dois artigos científicos internacionais com os resultados dos estudos de síntese, caracterização e avaliação dos nanocarregadores PLGA/CBD e PLGA/CBG integrados em hidrogéis GelMA.

Indicador: Submissão de dois artigos para revistas de alto impacto, com previsão de um artigo publicado até o final do segundo ano e outro submetido até a metade do segundo ano.

Meta Física 7: Avaliar as propriedades antimicrobianas dos hidrogéis GelMA contendo nanocarregadores PLGA/CBD e PLGA/CBG, testando sua eficácia contra bactérias patogênicas comumente associadas a infecções orais, como Streptococcus mutans e Enterococcus faecalis.

Indicador: Redução mínima de 90% na contagem de unidades formadoras de colônia (CFU) em ensaios de 24 e 48 horas.

Resultados esperados:

Em relação ao desenvolvimento de produtos odontológicos à base de canabidiol (CBD) e canabigerol (CBG), este projeto objetiva a produção, caracterização e formulação de compósitos experimentais com propriedades anti-inflamatórias e analgésicas, integrando-os em matrizes biocompatíveis de GelMA. A produção e avaliação dos compósitos, em relação a parâmetros físico-mecânicos, biológicos e terapêuticos, serão realizadas pelo Centro de Desenvolvimento e Controle de Biomateriais da Faculdade de Odontologia da UFPel, com produção em escala industrial planejada em colaboração com a empresa Medical Hemp Brasil Serviços e Intermediações LTDA.

A proposta prevê as seguintes contribuições:

1. Capacitação técnico-científica da equipe UFPel para aprimorar a pesquisa de compósitos inovadores com CBD e CBG;
2. Transferência do processo/produto para a empresa Medical Hemp Brasil Serviços e Intermediações LTDA;
3. Aperfeiçoamento na produção de compósitos com propriedades terapêuticas e liberação controlada dos princípios ativos CBD e CBG;
4. Geração de processos e produtos comerciais que resultem em royalties para a UFPel;
5. Estabelecimento de uma cooperação universidade-empresa para acelerar a inovação e comercialização de compósitos bioativos;
6. Publicação dos resultados em periódicos científicos de excelência internacional.

Espera-se, por meio da análise de dados, depósito de patente e publicações científicas, concluir o desenvolvimento de compósitos contendo CBD e CBG incorporados em matrizes de GelMA, demonstrando suas propriedades biológicas e eficácia terapêutica, adaptados para aplicações odontológicas. O projeto contribuirá também para a formação de um Doutor em Odontologia, especializado em Clínica Odontológica e biomateriais, capacitado para desenvolver projetos científicos e tecnológicos.

Repercussão e/ou Impactos Esperados
• Produzir evidências científicas sobre as propriedades físicas, biológicas e terapêuticas dos compósitos bioativos com CBD e CBG;
• Promover o uso odontológico de compósitos naturais que auxiliem no controle de inflamações e alívio da dor, aplicáveis a áreas como periodontia e endodontia.

3.2 Riscos e Dificuldades
• Custos elevados das tecnologias e materiais de formulação avançada;
• Necessidade de importação de insumos para a criação dos compósitos;
• Possíveis atrasos na entrega de materiais e insumos.

Este projeto pretende impactar positivamente a odontologia, integrando produtos de origem natural que promovam a saúde e o bem-estar do paciente, fortalecendo a inovação tecnológica no setor odontológico brasileiro.