“Os vidros convencionais são frágeis. Por meio da cristalização controlada de um biovidro conseguimos produzir o biosilicato que, além de ter alta resistência mecânica, é usinável, bioativo e bactericida”, disse Edgar Dutra Zanotto, professor da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e coordenador do CeRTEV.
Ao entrar em contato com fluidos corporais, como a saliva e o plasma sanguíneo, o biosilicato sofre reações que levam à formação em sua superfície de uma camada de hidroxicarbonato apatita (HCA) – composto quimicamente semelhante à fase mineral dos ossos. Dessa forma, o material vitrocerâmico bioativo tem a capacidade de aderir a ossos, dentes e até mesmo cartilagens, além de estimular a regeneração do tecido ósseo.
“O biosilicato tem sido amplamente reconhecido como excelente material para aplicações em engenharia de tecidos ósseos”, disse Zanotto durante palestra na primeira edição do Simpósio de Pesquisa e Inovação em Materiais Funcionais, promovido pelo Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), nos dias 23 e 24 de maio na UFSCar.
A fim de desenvolver uma rota de processamento alternativa para o material, os pesquisadores submeteram polímeros à base de silicone contendo micropartículas de óxidos a um tratamento térmico para dar origem ao biosilicato. Essa rota inovadora é utilizada na fabricação de “cerâmicas derivadas de polímeros” (PDCs, na sigla em inglês).
A partir desses filamentos de silicone contendo as micropartículas ativas, eles obtiveram por impressão 3D composições semelhantes ao biosilicato, altamente porosas, nas formas de suportes macroporosos, além de espumas moldadas.
As peças foram submetidas a um tratamento térmico a 1000 ºC. Testes indicaram que os materiais apresentavam altas porosidades (entre 60% e 75%) e resistência a compressão em torno de 7 megapascal (MPa) – 70 quilos (kg) por centímetro quadrado (cm2) –, no caso dos suportes macroporosos, e de 1,5 a 6 MPa – entre 1,5 kg e 6 kg por cm2 –, no caso das espumas.
“Demonstramos que polímeros pré-cerâmicos, contendo precursores de óxidos adequados, podem ser usados para a síntese direta de biosilicato em uma rota rápida e simples”, disse Zanotto. “Esses materiais também têm o potencial de reduzir os custos da matéria-prima e de processamento e reduzir as emissões de compostos orgânicos voláteis.”
O biosilicato produzido pelo método tradicional foi testado com sucesso em diversos estudos in vitro, in vivo e clínicos, em uma ampla gama de aplicações de engenharia de tecidos.
Uma delas foi no tratamento de hipersensibilidade dentinária – dor aguda desencadeada ao ingerir alimentos e bebidas quentes ou geladas, causada pela retração da gengiva e exposição de túbulos microscópicos de um dos tecidos que formam os dentes: a dentina.
Em contato com a saliva, o material sofre reações que induzem à formação de HCA em sua superfície. Dessa forma, os túbulos dentinários são obliterados, impedindo que líquidos presentes nesses tubos microscópicos possam ser estimulados por mudanças de temperatura ou de calor de alimentos e bebidas, que causam a sensibilidade.
“Um estudo clínico feito com o material indicou que seis aplicações foram suficientes para eliminar a sensibilidade dentinária dos pacientes”, disse Zanotto.