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BIOMATERIAIS
DOUTORANDA: MAÍRA THEISEN
ORIENTADORA: PROF. DRA. IZABEL CRISTINA RIEGEL VIDOTTI
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TRAJETÓRIA
UFRGS – Bacharelado em Química (2009-2013)
Iniciação científica – GQT
Dr. Hubert K. Stassen
“Um estudo computacional da interação entre Esqualamina e membranas bacterianas”
UFRGS – Mestrado em Ciência dos Materiais (09/2014 – 01/2017)
Dra. Rosane M. D. Soares
Dr. Hubert K. Stassen
“Estudo computacional via Dinâmica Molecular de poli(vinil álcool) funcionalizado com o tripeptídeo RGD”
UFPR – Doutorado em Química
Admissão no programa: 03/2019
Dra. Izabel C. Riegel Vidotti
Dra. Heloise R. de Barros
“Obtenção de nanopartículas de ouro funcionalizadas com copolímero PNIPAM-pectina e lipase de Candida antarctica (CALB)”
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O QUE SÃO BIOMATERIAIS?
“Qualquer substância (que não medicamentos) ou combinação de substâncias, de origem sintética ou
natural, que pode ser utilizada por qualquer período de tempo, como um todo ou como parte de um
sistema que trata, aumenta ou substitui qualquer tecido, órgão ou função do corpo, com o propósito de
manter ou melhorar a qualidade de vida do indivíduo.”
Clinical Applications of Biomaterials. NIH. Nov 1-3. NIH Consens Statement 1982. pp. 1-19.
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BIOCOMPATIBILIDADE
“Capacidade do material apresentar uma resposta apropriada numa aplicação específica,
com o mínimo de reações alérgicas, inflamatórias ou tóxicas quando em contato com os tecidos
vivos e fluidos orgânicos.”
.
Hench, L. Biomaterials: a forecast for the future. Biomaterials, 19 (1998) 1419- 1423.
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“Não existe um único biomaterial que pode ser utilizado para múltiplas aplicações ou finalidades. O
conhecimento prévio das propriedades de cada material, assim como das funções executadas e das condições do
local que irá receber o implante, é fundamental no processo de escolha de um implante – fator determinante no
êxito da intervenção cirúrgica.”
biomatufrjmacae.blogspot.com/2011/11/biomateriais-na-medicina.html
Biomaterial
Propriedades
Função
Local
Biomaterial mais apropriado
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LINHA DO TEMPO DOS BIOMATERIAIS
https://www.degruyter.com/view/j/biomat.2013.14.issue-3-4/bnm-2013-0014/bnm-2013-0014.xml
https://burnstrauma.biomedcentral.com/articles/10.1186/s41038-016-0027-y
https://www.epo.org/learning-events/european-inventor/finalists/2013/gow/feature.html
Mitologias
1500-200 A.C Capua Leg
Cairo Toe
Macus Sergius
Artes
Séc. XII-XVI
Séc. XVI-XIX
Membros articulados
Séc. XX-XXI
Aprimoramento
Função específica
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LINHA DO TEMPO DOS BIOMATERIAIS
1ª geração
Inertes
2ª geração
Bioativos e reabsorvíveis
3ª geração
Engenharia de tecidos
4ª geração
Biofabricação
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CICLO DE VIDA DO BIOMATERIAL
Identificação da necessidade
Desenvolvimento do dispositivo
Síntese do material
Testes do material
FabricaçãoEsterilização e
embalagemTeste do
dispositivoQuestões
regulatórias
Uso clínicoAnálise do explante
Pires, A. L. R.; Bierhalz, A. C. K.; Moraes, A. M. Quím. Nova, 2015, v.38, 957-971.
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Mercado de biomateriais global em 2018
Crescimento 2019-2025: 14%
Projeção para 2025: 250 bilhões de dólares
• Avanços no desenvolvimento
• Outras áreas médicas
• Projetos em escala industrial
• População geriátrica
Grandviewresearch.com/press-release/global-biomaterials-Market
Mordorintelligence.com/industry-reports/biomaterials-market
MERCADO MUNDIAL
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TIPOS DE BIOMATERIAIS
BIOMATERIAIS
POLIMÉRICOS
COMPÓSITOS
CERÂMICOS
METÁLICOS
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METÁLICOS
Propridades
• Propriedades mecânicas
• Resistência à corrosão
Materiais
• Titânio
• Ni/Cr/Co
• Aço inoxidável
Aplicação
• Próteses
• Cardiologia
• Odontologia
Mahapatro, A., Mater. Sci. Eng. C, 2015, 55, 227-251.
Aherwar, A., AIMS Bioengineering, 2016, 3, 23-43.
Yang, K. et al, Int. J. Mol. Sci., 2018, 19, 24.
/www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1415-54192007000600006
https://biofabris.com.br/pt/biomateriais/
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CERÂMICOS
Propridades
• Tecido rígidos
• Prop. Mecânica
Materiais
• Alumina(Al2O3)
• Zircônia(ZrO2)
• Fosfato de cálcio (hidroxiapatita)
• Bioglass
Aplicação
• Próteses
• Odontologia
• Cimento
ceramics.org/ceramic-tech-today/biomaterials/gain-a-winning-smile-with-glass-ceramics biomaterials-org.securec7.ezhostingserver.com/week/bio20.cfm
Azevedo, V. V. C.; Chaves, I. S. A.; Bezerra, I. D. C.; Costa, A. C. F. M. Revista Eletrônica de Materiais e Processos, v.3.1 (2008) 31-39 core.ac.uf/download/pdf/154274478.pdf
1894
Dreesman
Gesso como substituto dos
ossos
1967
Guerra do Vietnã
Implantes defeituosos
1969
Hench
Desenvolvimento do BIOGLASS
1985
Aprovação do FDA
Ossos do ouvido
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POLIMÉRICOS
Propridades
• Flexibilidade
• Formas variadas
• Fácil fabricação
Materiais
• Poli(2-hidroxietilmetacrilato)
• Polietileno
• Polipropileno
• Quitosana
Aplicação
• Oftalmologia
• Prótese
• Liberação controlada
• Pele
tinaborke.com/polymers-in-ophthalmology-part-2/
www.rehabmagazine.ca/research/smart-bandages-communicating-the-need/
www.uweb.engr.washington.edu/research/tutorials/introbiomat.html
https://www.youtube.com/watch?v=b5PhiT0C6h0
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EXEMPLOS
https://www.technologyreview.com/s/427519/pharmacy-on-a-chip/
https://revistagalileu.globo.com/Revista/noticia/2014/10/computador-de-engolir.html
https://www.vice.com/en_us/article/jp5a3g/a-microchip-to-deliver-drugs-in-your-body-by-remote-control
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GRUPO UNICAMP – PROF. CECÍLIA ZAVAGLIA
Laboratório de Biomateriais e Biomecânica
Engenheiros
Ortopedistas
Químicos
Biólogos
Dentistas
VeterinárioRede Multicêntrica de Avaliação de Implantes Ortopédicos
(Remato)
https://www.unicamp.br/unicamp/unicamp_hoje/ju/maio2008/ju396pag7.html
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Agosto/2013
https://www.unicamp.br/unicamp/ju/572/laboratorio-testa-proteses-biofabricadas-em-humanos
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TISSUE ENGINEERING
“scaffolds”, células e moléculas biologicamente ativas
restaurar, manter ou aprimorar
Método I e II
https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/tissue-engineering-and-regenerative-medicine
http://celulastroncors.org.br/a-importancia-dos-scaffolds-na-engenharia-de-tecidos/
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TISSUE ENGINEERING
Experimental e alto custo
Pequenas artérias, cartilagem, enxertos de pele, traquéia
Pesquisas de medicamentos
https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/tissue-engineering-and-regenerative-medicine
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/bit.25501
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EXEMPLOS
DOI: 10.1021/acsbiomaterials.9b00082
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HIDROGÉIS
Rede polimérica tridimensional
Reticulação
Médica e farmacêutica
Peppas, N. A., Bures, P., Leobandung, W. e Ichikawa, H. Hydrogels in pharmaceutical formulations. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 2000, Vol. 50, pp. 27-46.
McNaught, A. D. e Wilkinson, A. IUPAC Compendium of Chemical Terminology - "The Gold Book". 2nd. Oxford : Blackwell Scientific Publications, 1997.
http://www.fapesp.br/eventos/2011/11/quimica/catalani.pdf
http://www.intechopen.com/books/progress-in-molecular-and-environmental-bioengineering-from-analysis-and-modeling-to-technology-applications/hydrogels-methods-of-preparation-characterisation-and-applications
Liberação de fármacos
Lentes de contato
Curativos
Suporte para crescimento celular
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PRÓXIMO SEMINÁRIO – 19/11
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OBRIGADA!!