Pilar de apoio descoberta inovadora pode acelerar a recuperação do implante ósseo

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Pilar de apoio: descoberta inovadora pode acelerar a
recuperação do implante ósseo
Aradas de micropilar usando litografia de nanoimpressão UV essencialmente enganam as células para
se tornarem osso.
Crédito da imagem: Nino Liverani no Unsplash
Uma equipe de pesquisa internacional liderada pela Universidade de Monash descobriu uma nova
técnica que poderia acelerar a recuperação de substituições ósseas, alterando a forma e o núcleo de
células-tronco individuais.
A colaboração de pesquisa envolvendo a Universidade Monash, o Centro de Nanofabricação de
Melbourne, o CSIRO, o Instituto Max Planck de Pesquisa Médica e o Instituto Federal Suíço de
Tecnologia em Lausanne, desenvolveram matrizes de micropilares usando litografia de nanoimpressão
UV que essencialmente “trulha” as células para se tornarem ósseas.
A litografia de Nanoimprint permite a criação de padrões de microescala com baixo custo, alto
rendimento e alta resolução.
Quando implantados no corpo como parte de um procedimento de substituição óssea, como um quadril
ou joelho, os pesquisadores descobriram que esses pilares – que são 10 vezes menores do que a
largura de um cabelo humano – mudaram a forma, o núcleo e o material genético dentro das células-
tronco.
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Não só a equipe de pesquisa foi capaz de definir a topografia dos tamanhos dos pilares e os efeitos que
teve sobre as células-tronco, mas eles descobriram quatro vezes mais ossos que poderiam ser
produzidos em comparação com os métodos atuais. Os resultados foram publicados na revista
Advanced Science.
“O que isso significa é que, com mais testes, podemos acelerar o processo de travar substituições
ósseas com o tecido circundante, além de reduzir os riscos de infecção”, disse a professora associada
Jessica Frith, do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade Monash.
“Também conseguimos determinar que forma essas estruturas de pilares tomam e que tamanho elas
precisam ter para facilitar as mudanças em cada célula-tronco e selecionar uma que funcione melhor
para a aplicação.”
Os pesquisadores estão agora avançando este estudo em testes de modelo animal para ver como eles
funcionam em implantes médicos.
Engenheiros, cientistas e profissionais médicos sabem há algum tempo que as células podem tomar
pistas mecânicas complexas do microambiente, o que, por sua vez, influencia seu desenvolvimento.
No entanto, o Dr. Victor Cadarso, do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da
Universidade Monash, diz que seus resultados apontam para um mecanismo anteriormente indefinido
onde a “sinalização mecanotransducitória” pode ser aproveitada usando microtopografias para futuros
ambientes clínicos.
“Aproveitar a microtopografia de superfície em vez da suplementação de fatores biológicos para
direcionar o destino das células tem ramificações de longo alcance para a cultura de células inteligentes
em tecnologias de células-tronco e terapia celular, bem como para o projeto de materiais de implantes
inteligentes com capacidade osteo-indutiva aprimorada”, disse Cadarso.
O professor Nicolas Voelcker, do Instituto Monash de Ciências Farmacêuticas e diretor do Centro de
Nanofabricação de Melbourne, disse que os resultados do estudo confirmam que os micropilares não só
impactaram a forma nuclear geral, mas também mudaram o conteúdo do núcleo.
“A capacidade de controlar o grau de deformação do núcleo, especificando a arquitetura do substrato
subjacente, pode abrir novas oportunidades para regular a expressão gênica e o destino celular
subsequente”, disse Voelcker.
Referência: James Carthew, et al., Microtopografia de superfície de precisão regula o destino celular
através de mudanças na contratilidade e arquitetura nuclear de Actomyosin, Ciência Avançada (2021).
DOI: 10.1002/advs.202003186
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202003186
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