Aplicações biomédicas da membrana de látex natural

Biomaterial tem-se mostrado promissor na regeneração óssea

O látex extraído da seringueira Hevea brasiliensis tem mostrado promissores resultados em aplicações biomédicas. Membranas produzidas deste material têm sido utilizadas como próteses e enxertos médicos devido às suas características de biocompatibilidade, crescimento ósseo e estímulo natural à cicatrização pela angiogênese. Além disso, estas membranas têm sido empregadas como suporte para liberação sustentada de diferentes compostos, tais como: fármacos, extratos vegetais, moléculas, nanopartículas, nicotina, proteínas, fosfatos de cálcio, etc.

Algumas propriedades elevam o interesse pelo látex natural na área médica, entre elas estão: promover o aumento da vascularização/neoangiogênese, epitelização (epitélio pseudoestratificado), neoformação de glândulas submucosas e fibras musculares do esôfago. Estas características tornam o material um dispositivo bastante versátil na área médica, seja compondo scaffolds celulares, atuando como matrizes de liberação sustentada, ou ainda facilitando a regeneração óssea guiada na forma de barreira oclusiva

Este biomaterial baseado no látex natural (NRL) tem-se mostrado promissor na regeneração óssea, embora sua utilização seja recente. Pode ser empregado tanto como barreira para evitar a infiltração celular, quanto como suporte para liberação sustentada de compostos ativos ou suporte celular.

Felipe Azevedo Borges, doutorando em Biotecnologia (pela Unesp Câmpus de Araraquara), estudou em seu mestrado a regeneração óssea, em que a membrana de látex circundaria a fratura óssea, impedindo a entrada de células dos tecidos adjacentes. Nesse projeto conseguiu-se produzir porosidade na membrana, além de a adesão de osteoblastos, os quais foram capazes de diferenciar e produzir matriz mineral (células responsáveis pela produção da matriz óssea).

Este trabalho foi escolhido como capa de uma edição de 15 de outubro de 2017 do periódico americano Journal Applied Polymer Science, Edição 39 do Volume 134, 2017 [Figura 1].

 

[Figura 1] Trabalho de mestrado de Felipe Azevedo Borges é capa do periódico americano Journal Applied Polymer Science.

Já em seu doutorado, Felipe Azevedo Borges desenvolve membranas de látex natural com diferentes quantidades de alginato (polissacarídeo presente na parede celular de algas marinhas) para a liberação de fatores de crescimento para a regeneração óssea. A intenção do alginato é aumentar a reabsorção do material quando implantado dentro do paciente. Até o momento os resultados indicam que o alginato aumentou a resistência mecânica do látex, a hidrofilicidade e sua degradação in vitro, porém ainda serão realizados os testes in vivo para avaliar a eficiência do material em desenvolvimento.

No Laboratório de Novos Materiais e Dispositivos, LNMD, coordenado pelo Prof. Carlos Frederico de Oliveira Graeff, da Faculdade de Ciências da Unesp de Bauru, e atual pró-reitor de Pesquisa da Unesp, a Dra. Juliana Ferreira Floriano, sua aluna de pós-doutorado, verificou que existem diferenças nesse potencial de regeneração tecidual do látex, que varia de acordo com o clone da seringueira de que o material é coletado. Isso é devido à variação na composição do látex de cada planta. Também foi possível comprovar em nossos estudos que o material é biocompatível e pode permanecer em contato com o organismo por um longo período de tempo sem causar nenhum prejuízo. Nesse estudo, Juliana Floriano demonstrou o grande potencial da membrana na regeneração óssea em estudos pré-clíncos em coelhos. Nesse estudo, membranas feitas de látex foram implantadas em defeitos que chamamos de crítico, que é uma ferida intra-óssea com um tamanho específico que não irá curar-se espontaneamente durante a vida do animal. Após os períodos de testes, foi possível verificar que houve regeneração completa do defeito. Além disso, o osso regenerado apresentava excelentes características e densidade óssea muito semelhante ao osso que não passou por processo de lesão [Figura 2].

 

[Figura 2] Regeneração óssea após o implante da membrana de látex em defeito crítico na calvária de coelhos.

A pesquisadora Juliana Floriano frisa que o uso do látex como biomaterial é muito promissor. Além de ser um material com alto potencial de regeneração e biocompatibilidade, ele também é de baixo custo, o que permitirá que biomateriais à base de látex não tenham custos tão elevados como os demais biomateriais feitos à base de polímeros sintéticos.

Com o propósito de acelerar o reparo ósseo estimulado pelas membranas de látex natural, o doutorando do nosso Grupo de Pesquisa, Matheus Carlos Romeiro Miranda, incorpora fases de fosfato de cálcio, que tem atividade de osteoindução e osteocondução, que são importantes para a reparação total da fratura. Esse novo material funciona como barreira ativa liberando o fosfato de cálcio diretamente no sítio da lesão óssea. Os resultados mostraram que a membrana de látex liberou 80% do fosfato de cálcio incorporado por mais de 10 dias. Além disso, testes preliminares em hemácias e células ósseas mostraram que o material não é tóxico. A Figura 3 mostra a presença das partículas de fosfato de cálcio na superfície da membrana utilizando a técnica de microscopia eletrônica de varredura.

 

[Figura 3] Micrografia da superfície da membrana incorporada com HA.

O Prof. Antonio Carlos Shimano e sua doutoranda Bruna Leonel Carlos, ambos da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto-USP) aplicarão uma destas membranas funcionalizadas desenvolvidas pelo Pesquisador Matheus Miranda em ratos.

Além disso, o Prof. Paulo Caria e sua doutoranda Karina Giovanetti, ambos da Faculdade de Odontologia de Piracicaba – Unicamp) já começaram a analisar a eficiência e biocompatibilidade de outro tipo de membrana com fosfato de cálcio desenvolvida por Matheus.

APLICAÇÕES CLÍNICAS (EM HUMANOS)
A partir da frequente ocorrência de úlceras crônicas, que acometem um considerável número da população acompanhada pelos serviços públicos de saúde, a doutoranda Rosângela Gonçalves da Silva e docente da Fundação de Ensino do Município de Assis (FEMA), em seu projeto de mestrado, com a colaboração do Prof. Regildo Gonçalves da Silva, da Unesp/Assis, e do nosso Grupo de Pesquisa, desenvolveu uma membrana de látex natural incorporada com o extrato de barbatimão (Stryphnodendron barbatiman mart). Salientando-se, ainda, que as pessoas portadoras de qualquer tipo de úlcera também são afetadas por transtornos clínico-funcionais, sociais e financeiros, conforme as restrições físicas e/ou psicológicas provocadas pela ferida (FRADE, 2003).

A aplicação em humanos da membrana de látex natural foi desenvolvida pelo Prof. Joaquim Coutinho-Netto, da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto – USP (in memoriam), juntamente com a, na época, mestranda Fátima Mrué, hoje docente da PUC – Goiânia e da Universidade Federal de Goiás, ainda na década de 90. Nesses trabalhos, o Prof. Coutinho, juntamente com sua equipe, aplicou estas membranas em úlceras de pressão e úlceras diabéticas, tendo grande repercussão nacional no começo dos anos 2000. Além disso, a mesma equipe realizou a primeira pesquisa sobre o látex produzido pela Hevea brasiliensis como biomaterial, que ocorreu em 1996. Contudo apresentou resultados tão satisfatórios que propagou o interesse na realização de diversos estudos, visto que apresentava grandes perspectivas no campo da recuperação tecidual, fato corroborado por resultados cada vez mais eficazes em diferentes tipos de tecidos, tanto em animais quanto em humanos.

Nosso grupo de pesquisa (Grupo de Bioengenharia e Biomateriais) agrega valor à descoberta do Prof. Coutinho, incorporando compostos bioativos na membrana de látex natural e desenvolvendo novos biomateriais à base de borracha natural, como por exemplo o extrato de barbatimão. O Stryphnodendron barbatiman mart e a Hevea brasiliensis [Figura 4] são duas plantas arbóreas nativas brasileiras, sendo fornecedoras de matéria-prima rica em elementos capazes de beneficiar o ser humano em aspectos clínicos agudos ou crônicos.

 

[Figura 4] Extração do látex de uma seringueira.

Os estudos envolvendo a matéria-prima do Stryphnodendron barbatiman mart já ultrapassam quatro décadas. As investigações começaram a partir da validação do uso tradicional do material, reconhecido pelo campo da ciência e há aproximadamente vinte anos comercializado para fins terapêuticos, atendendo às normas da Anvisa e de outras agências reguladoras, trazendo inúmeros benefícios à população.

Frente a todo o exposto, surgiu o interesse em observar os resultados que a mistura dos dois elementos poderia apresentar, considerando-se os estudos prévios para determinação das concentrações do extrato de barbatimão a ser incorporado ao látex da seringueira para produção de membranas, assim como o potencial da membrana de látex em atuar como sistema de liberação controlada, sem interferir nos componentes do produto a ela adicionado e, sobretudo, considerando o potencial desta membrana no processo de regeneração tecidual.

Algumas propriedades elevam o interesse do látex natural na área médica

O estudo comparou os resultados entre três tipos de coberturas aplicadas em feridas crônicas de diversas etiologias, sendo elas: 1) extrato de barbatimão a 1% incorporado ao látex da seringueira; 2) cobertura de látex da seringueira; 3) cobertura de extrato de barbatimão a 1% em forma de gel.

As três formas de cobertura foram aplicadas em feridas crônicas por um período mínimo de noventa dias e a cobertura (1) apresentou resultados muito superiores em comparação às coberturas (2) e (3), sugerindo que a mistura dos dois elementos pode apresentar suposto sinergismo.

 

Membrana de látex natural que será aplicada aos pacientes.

 

Este estudo demonstrou, por meio de seus resultados, que a incorporação do extrato do barbatimão ao látex da seringueira apresenta grande potencial para o processo cicatricial quando comparado ao uso do látex ou do extrato de barbatimão separadamente. Entretanto, também corroborou que a biomembrana de látex é altamente efetiva como carreadora de substâncias, no caso o extrato do barbatimão, considerando que não interferiu nos componentes ou na liberação do produto no leito da ferida.

O estudo permitiu concluir que é amplamente possível a aplicação da biomembrana de látex incorporada com extrato de barbatimão na área da saúde, considerando sobretudo os aspectos biológicos e econômicos que envolvem o uso do produto para cicatrização de feridas agudas ou crônicas.

Com o propósito de inovar na problemática de feridas não cicatrizadas, a mestre Bruna Cambraia Garms, da Unesp Araraquara, focou na infecção das feridas, pois este tipo de contaminação compromete ainda mais o restabelecimento do tecido e a saúde do paciente.

 

Aplicação do curativo pela doutoranda do nosso Grupo de Pesquisa, a enfermeira Rosângela Gonçalves da Silva.

 

A administração de antibiótico ainda é o método de tratamento destas lesões infectadas crônicas mais utilizado. Entretanto, o uso prolongado pode levar a resistência a certas cepas microbianas. Outra questão refere-se à via de administração medicamentosa convencional, seja oral ou venosa, que raramente atinge um alvo específico do organismo em concentrações adequadas para provocar o efeito terapêutico esperado. Isso pode ser facilmente entendido quando se verifica que entre o local de administração do fármaco e o órgão ou tecido alvo se interpõe uma série de obstáculos de naturezas diversas (físicos, químicos e biológicos).

Para buscar superar essas questões, a pesquisadora Bruna Garms em seu projeto de mestrado, com o apoio dos seus co-orientadores Prof. Marco Andrey Frade, da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto-USP, e Prof. Sergio Salvador, da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto-USP, desenvolveu uma membrana de látex natural incorporada com um antibiótico de amplo espectro. Esse trabalho teve como objetivo confeccionar curativos para tratar lesões infectadas de difícil cicatrização. Os resultados desse estudo ressaltam que o material é uma alternativa promissora para o tratamento desta problemática.

 

Mestre Bruna Garms e Prof Rondinelli D Herculano

 

Em seu projeto de doutorado, Natan Roberto de Barros desenvolve uma membrana à base de látex natural reabsorvível, pois, de acordo com a literatura, nenhum trabalho apresentou degradação do látex durante o período experimental. Desta forma, foram desenvolvidas membranas de látex natural com alginato (biomaterial reabsorvível) para aplicações em engenharia de tecidos. Desta forma, espera-se viabilizar o emprego desta nova membrana à base de látex natural como próteses, enxertos teciduais e sistemas de liberação sustentada de compostos bioativos.

Já se encontra em nível avançado a parceria do Grupo de Pesquisa com a Prefeitura Municipal de Ourinhos/SP

Quando falamos de cicatrização de feridas, o conceito de cicatrização úmida de lesão tem sido examinado e gradualmente aceito por profissionais de saúde que cuidam de pessoas com lesão cutânea durante os últimos 40 anos e tem levado ao desenvolvimento de centenas de coberturas que oferecem suporte para a manutenção de ambiente úmido na lesão. O alginato vem sendo largamente aplicado, de modo particular nas indústrias farmacêuticas, devido à sua capacidade de reter água, formar filmes e géis, espessar, estabilizar e formar emulsões. As membranas desenvolvidas são capazes de absorver até sete vezes a sua massa em fluidos, diminuindo o desconforto e aumentando a satisfação do paciente. Além disso, o material proporciona a formação de capilares, que aumentam a vascularização no local da ferida, diminuindo o tempo necessário para a cicatrização.

AMPLIAÇÃO DAS PESQUISAS CLÍNICAS
Já se encontra em nível avançado a parceria entre este Grupo de Pesquisa e a Prefeitura Municipal de Ourinhos/SP para aplicar as membranas de látex nos pacientes da rede municipal de saúde. A parceria foi iniciada no dia 8 de maio de 2017, entre a secretária de Saúde de Ourinhos/SP, Cássia Palhas, a pós-doutoranda Juliana Floriano (Unesp Bauru), a mestre Bruna Garms (Unesp Araraquara) e o Prof. Rondinelli Donizetti Herculano (Unesp Araraquara).
Recentemente, a secretária municipal de Saúde de Araraquara, Eliana Ap. Mori Honain, e o coordenador-executivo de Atenção Básica, Dr. José Carlos Arrojo Jr., juntamente com a docente do curso de Enfermagem da Universidade de Araraquara (Uniara) Cibele Correia e a biotecnóloga e mestre em Biotecnologia Bruna Garms (Unesp Araraquara) viabilizaram uma parceria para aplicar as membranas na rede municipal de saúde desse município.

 

Grupo de Pesquisa, da esq. para a dir., doutorando Matheus Miranda, pós-doutoranda Juliana Ferreira Floriano, mestre Bruna Garms e o doutorando Felipe Azevedo Borges.

 

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TEXTO POR:
Doutoranda Rosângela Gonçalves da Silva, Doutorandos Felipe Borges, Matheus Miranda e Natan Barros, Pós-Doutoranda Juliana Ferreira Floriano, Mestre
Bruna Garms e Prof. DR. Rondinelli D. Herculano, da Unesp de Araraquara

 

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