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Investigação

Biomateriais podem controlar resposta imunitária para reduzir risco de rejeição de implantes dentários

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Investigadores das escolas de farmácia e de ciências da vida da Universidade de Nottingham, no Reino Unido, descobriram que a topografia e a composição química dos materiais poliméricos podem ser alteradas para criar materiais que controlem a resposta imunitária do corpo.

As articulações artificiais, stents e implantes dentários implicam frequentemente o uso de biomateriais para restauro ou substituição de tecidos danificados. Contudo, depois da implantação dos biomateriais no corpo, pode ocorrer uma rejeição do implante. A nova descoberta pode ser utilizada para ajudar a reduzir o risco de rejeição de vários dispositivos médicos, incluindo os implantes dentários.

A equipa de investigação publicou as suas conclusões em dois estudos recentes. O primeiro, intitulado Immune modulation by design: Using topography to control human monocyte attachment and macrophage differentiation, foi publicado na Advanced Science, e o segundo estudo, Immune-instructive polymers control macrophage phenotype and modulate the foreign body response in vivo, na Matter.

As reações do hospedeiro de um implante, por exemplo, envolvem inflamação, reação ao corpo estranho e o desenvolvimento de cápsulas fibrosas, que são impulsionadas pela ativação de células imunitárias, como os monócitos e macrófagos. A topografia de um material ou implante influencia a fixação dos macrófagos.

“Estamos a procurar formas de criar materiais que possam ser colocados com segurança dentro do corpo sem que o sistema imunitário o ataque e provoque rejeição. Para isso, estamos a explorar materiais que possam controlar a resposta imunológica”, explicou Amir Ghaemmaghami, da Escola de Ciências da Vida da Universidade de Nottingham e um dos autores da pesquisa, citado peloDental Tribune International.

“Utilizámos tecnologia de rastreio de alto desempenho para examinar como a topografia e as propriedades químicas de um material poderiam ser utilizadas para criar superfícies ‘imunoinstrutoras’ para uso em implantes, para que influenciem a função dos macrófagos e, consequentemente, as respostas dos corpos estranhos aos biomateriais”, explicou.

O estudo investigou a relação entre as topografias dos materiais e a fixação e os comportamentos das células imunitárias em 2 176 micropadrões diferentes. Os resultados indicaram que “pilares micrométricos”, com diâmetros entre 5-10 µm, eram fundamentais para a fixação dos macrófagos e que a sua densidade era crucial para controlar as reações inflamatórias.

A equipa de investigação identificou ainda os químicos de polímeros imunoinstrutores que controlam a resposta imunitária num modelo pré-clínico em ratos. Isto foi conseguido através do rastreio de diversos polímeros e da identificação de materiais que controlam o comportamento dos macrófagos.

Foi utilizado um algoritmo de inteligência artificial para modelar as relações entre os materiais químicos e as respetivas respostas celulares. Os resultados sugeriram que diferentes polímeros imunoinstrutores atraem diferentes quantidades de adsorção proteica, fundamental para a resposta dos macrófagos.

“A utilização destes materiais num produto comercial seria o nosso objetivo final para esta investigação, ainda há um caminho a percorrer para lá chegar, mas as descobertas são um passo significativo nesse sentido”, afirmou Morgan Alexander, coautor da Faculdade de Farmácia da Universidade.