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Publicação
Bioadhesive hydrogels based on collagen for bone regeneration
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Orientador(es)
Resumo(s)
Bone exhibits a unique characteristic of self-regeneration in response to a fracture; however, when the fracture is extensive, bone grafts may be necessary. Since this option presents several limitations and risks for the patient, tissue engineering emerges as a promising alternative, offering solutions for treating these fractures by creating devices or materials for bone regeneration. Hydrogels represent a promising alternative for bone regeneration, as they possess a structure similar to the extracellular matrix (ECM), are biocompatible, and enable the incorporation of molecules that stimulate osteogenesis. Collagen is a primary component of the extracellular matrix (ECM) and the primary component of bone, making it an ideal material for developing new scaffolds for bone applications. When modified with catechol groups, the hydrogels exhibit enhanced adhesive capacity, a desirable characteristic for regenerative applications. Gallium-doped bioglass nanoparticles are promising for bone regeneration because they stimulate osteogenesis and have antibacterial properties. In this dissertation, composite hydrogels of collagen modified with catechol groups and gallium-doped bioglass nanoparticles were developed. It was found that these hydrogels possess high adhesive capacity, bioactivity, antibacterial properties, and cytocompatibility, thereby having potential applications in bone regeneration.
O osso apresenta uma propriedade única de se autorregenerar em resposta a uma fratura, contudo, quando a fratura é extensa, torna-se necessária a realização de transplantes ósseos. Uma vez que essa hipótese apresenta diversas limitações e riscos para o paciente, a engenharia de tecidos surge como uma alternativa promissora, oferecendo soluções para o tratamento dessas fraturas, criando dispositivos ou materiais para a regeneração óssea. Os hidrogéis representam uma alternativa promissora para a regeneração óssea, pois possuem uma estrutura semelhante à matriz extracelular (ECM), apresentam biocompatibilidade e permitem a incorporação de moléculas capazes de estimular a osteogénese. O colagénio é um dos principais componentes da ECM, sendo o principal componente do osso, tornando-o ideal para o desenvolvimento de novos scaffolds para aplicações ósseas. Quando modificado com grupos catecol, o hidrogel adquire maior capacidade adesiva, característica ideal para aplicações em regeneração. As nanopartículas de biovidro dopadas com gálio são promissoras para a regeneração óssea, pois estimulam a osteogénese e apresentam propriedades antibacterianas. Nesta dissertação foram desenvolvidos hidrogéis compósitos de colagénio modificado com grupos catecol e nanopartículas de biovidro dopadas com gálio. Verificou-se que estes hidrogéis combinam uma elevada capacidade de adesão, bioatividade, propriedades antibacterianas e citocompatibilidade, tendo assim potencial para serem aplicados em regeneração óssea.
O osso apresenta uma propriedade única de se autorregenerar em resposta a uma fratura, contudo, quando a fratura é extensa, torna-se necessária a realização de transplantes ósseos. Uma vez que essa hipótese apresenta diversas limitações e riscos para o paciente, a engenharia de tecidos surge como uma alternativa promissora, oferecendo soluções para o tratamento dessas fraturas, criando dispositivos ou materiais para a regeneração óssea. Os hidrogéis representam uma alternativa promissora para a regeneração óssea, pois possuem uma estrutura semelhante à matriz extracelular (ECM), apresentam biocompatibilidade e permitem a incorporação de moléculas capazes de estimular a osteogénese. O colagénio é um dos principais componentes da ECM, sendo o principal componente do osso, tornando-o ideal para o desenvolvimento de novos scaffolds para aplicações ósseas. Quando modificado com grupos catecol, o hidrogel adquire maior capacidade adesiva, característica ideal para aplicações em regeneração. As nanopartículas de biovidro dopadas com gálio são promissoras para a regeneração óssea, pois estimulam a osteogénese e apresentam propriedades antibacterianas. Nesta dissertação foram desenvolvidos hidrogéis compósitos de colagénio modificado com grupos catecol e nanopartículas de biovidro dopadas com gálio. Verificou-se que estes hidrogéis combinam uma elevada capacidade de adesão, bioatividade, propriedades antibacterianas e citocompatibilidade, tendo assim potencial para serem aplicados em regeneração óssea.
Descrição
Palavras-chave
Collagen Catecho Gallium bioglass nanoparticles Hydrogels Bone regeneration