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Existe uma necessidade de biomateriais hemocompatíveis para dispositivos de contacto com o sangue. Os materiais actualmente disponíveis para o desenvolvimento destes dispositivos em aplicações de longo prazo (silicone, polipropileno, polietileno, tereftalato, cloreto de polivinil) estão associados a várias complicações, como hemólise, trombose, infeção e formação de tecido fibroso. Estes problemas têm elevado impacto na qualidade de vida e sobrevivência dos pacientes e na economia devido aos custos associados. Todos os anos, nos EUA e na Europa, existem 1,8 milhões de pacientes que precisam de próteses arteriais, refletindo um custo anual de >25 biliões de euros. Até agora não existe um enxerto vascular capaz de substituir eficientemente os vasos de pequeno calibre (DI<6mm), estando os enxertos disponíveis associados a taxas de patência inaceitáveis (<25% a 3 anos). Assim, há uma necessidade urgente de desenvolver novos biomateriais com desempenho semelhante ao dos vasos nativos. Este projeto tem como objetivo desenvolver novos materiais com propriedades hemocompatíveis adequadas para a produção de dispositivos de contato com o sangue. Pretendemos explorar materiais descritos como sendo hemo/biocompatíveis, mas que não são aplicados como dispositivos de contato com o sangue devido às fracas propriedades mecânicas que apresentam. Assim, propomos a incorporação de materiais à base de grafeno (GBMs) para modular as propriedades mecânicas desses materiais para posterior aplicação como enxertos vasculares de pequeno calibre. Serão seguidas duas abordagens, utilizando diferentes biomateriais. Na primeira, os GBMs serão incorporados em hidrogéis. As propriedades mecânicas, hemocompatibilidade, biocompatibilidade e atividade antimicrobiana dos GBMs/hidrogéis serão avaliadas e os materiais com características adequadas selecionados para otimizar a produção de enxertos tubulares em 3D utilizando duas tecnologias diferentes, a extrusão coaxial e a impressão 3D. Dependendo d  |
Resumo
Existe uma necessidade de biomateriais hemocompatíveis para dispositivos de contacto com o sangue. Os materiais actualmente disponíveis para o desenvolvimento destes dispositivos em aplicações de longo prazo (silicone, polipropileno, polietileno, tereftalato, cloreto de polivinil) estão associados a várias complicações, como hemólise, trombose, infeção e formação de tecido fibroso. Estes problemas têm elevado impacto na qualidade de vida e sobrevivência dos pacientes e na economia devido aos custos associados. Todos os anos, nos EUA e na Europa, existem 1,8 milhões de pacientes que precisam de próteses arteriais, refletindo um custo anual de >25 biliões de euros. Até agora não existe um enxerto vascular capaz de substituir eficientemente os vasos de pequeno calibre (DI<6mm), estando os enxertos disponíveis associados a taxas de patência inaceitáveis (<25% a 3 anos). Assim, há uma necessidade urgente de desenvolver novos biomateriais com desempenho semelhante ao dos vasos nativos. Este projeto tem como objetivo desenvolver novos materiais com propriedades hemocompatíveis adequadas para a produção de dispositivos de contato com o sangue. Pretendemos explorar materiais descritos como sendo hemo/biocompatíveis, mas que não são aplicados como dispositivos de contato com o sangue devido às fracas propriedades mecânicas que apresentam. Assim, propomos a incorporação de materiais à base de grafeno (GBMs) para modular as propriedades mecânicas desses materiais para posterior aplicação como enxertos vasculares de pequeno calibre. Serão seguidas duas abordagens, utilizando diferentes biomateriais. Na primeira, os GBMs serão incorporados em hidrogéis. As propriedades mecânicas, hemocompatibilidade, biocompatibilidade e atividade antimicrobiana dos GBMs/hidrogéis serão avaliadas e os materiais com características adequadas selecionados para otimizar a produção de enxertos tubulares em 3D utilizando duas tecnologias diferentes, a extrusão coaxial e a impressão 3D. Dependendo da capacidade destes compósitos para aderir ou repelir proteínas e da adesão celular/proliferação, estes serão utilizados numa estratégia não aderente ou de engenharia de tecidos. Na segunda abordagem, os GBMs serão incorporados na matriz descelularizada de vasos sanguíneos da placenta humana para melhorar as suas propriedades mecânicas, tornando a matriz livre de células, com capacidade de substituir o vaso sanguíneo nativo e de induzir a endotelização pós implantação. Além disso, e uma vez que é expectável que os GBMs sejam expostos no lúmen do vaso, a funcionalização dos GBMs com fatores anticoagulantes e de pró-endotelização será realizada para melhorar o desempenho do enxerto. Os enxertos desenvolvidos com as características mais promissoras serão implantados in vivo num modelo de rato para avaliar a patência e a resposta do hospedeiro aos novos biomateriais. Os biomateriais desenvolvidos devem destacar-se como um avanço no desenvolvimento de enxertos vasculares de pequeno calibre. |