Nossos ossos são estruturas sólidas, pouco flexíveis, que possuem uma capacidade de auto remodelação. Mas, a medida em que envelhecemos, eles se desgastam naturalmente, tornando-se mais rígidos e propensos a fraturas. Além disso, golpes e impactos violentos também podem quebrar os ossos. Acidentes de carro, ferimentos por armas de fogo ou quedas são algumas situações que costumam causar defeitos críticos nos tecidos ósseos.

Buscando uma forma de consertar estes defeitos, a pesquisadora Fabiana Paim, do Instituto de Ciências da Saúde da UFBA, desenvolveu um projeto, com apoio da Fapesb, que utiliza biomateriais para a reconstrução óssea. Biomateriais são substância encontradas na natureza ou produzidas artificialmente em laboratório que são colocadas em contato com os tecidos do organismo com o objetivo de reconstruí-los. Cada biomaterial é desenvolvido de acordo com as propriedades do tecido que necessite de reconstrução. Hidroxiapatita, polímeros a base de colágeno e quitosana são exemplos de biomateriais.

Cortes histológicos com Biomaterial Microesfera de Hidroxiapatita e Alginato e osso neoformado

Para que um biomaterial possa ser comercializado, é necessário que ele passe por uma série de testes. Primeiro são realizados os testes in vitro, com cultura de células; em seguida, são feitos os testes in vivo, utilizando seres vivos, como, por exemplo ratos de laboratório; por fim, são realizados ensaios clínicos. O biomaterial passa por um órgão regulador para ver se atende a todas as normas exigidas e, caso seja aprovado, pode ir para o mercado.

O grupo de pesquisa de Fabiana é responsável pela parte dos testes in vivo. Eles testam os biomateriais em ratos de laboratório por meio de três propostas terapêuticas.

1- Terapia local com biomateriais isolados
Como os defeitos críticos são grandes e têm um formato que não permite que a regeneração ocorra sozinha, é preciso colocar algo dentro do defeito para formar o osso. Sendo assim, o grupo de pesquisa utilizou microesferas de hidroxiapatita, um mineral formado basicamente por fosfato de cálcio, que representa 99% do nosso cálcio corporal. As microesferas foram colocadas dentro do defeito para realizar a reconstrução óssea.

2- Associação de biomateriais e ranelato de estrôncio
Outra estratégia utilizada pelos pesquisadores foi associar o efeito local do biomaterial com a administração sistêmica de uma droga chamada ranelato de estrôncio, muito utilizada para tratamento de osteoporose, para redução de riscos de fratura. O ranelato de estrôncio promove a estimulação da formação de osso e foi adicionado na comida dos ratos, ao mesmo tempo em que as microesferas foram colocadas no local afetado.

3 – Cinesioterapia
Cinesioterapia é a terapia realizada através de movimentos para a reabilitação funcional. Neste projeto, foi utilizada uma plataforma vibratória desenvolvida pela NASA para auxiliar os astronautas que ficam muito tempo sem gravidade e por isso podem perder massa muscular e óssea. O sistema de vibração produz ondas que têm efeito sobre nossas células estimulando-as a produzirem matriz óssea.

Resultados:

Os pesquisadores fizeram diferentes associações das terapias, mas a melhor resposta veio de forma inesperada. Na primeira estratégia, da terapia local com biomateriais, para utilizar as microesferas de hidroxiapatita, os pesquisadores precisaram usar gelatina como aglutinador, para manter as esferas paradas no lugar do defeito. Mas, ao utilizarem a gelatina como uma espécie de cola, observaram que ela sozinha estava conseguindo reconstruir o osso. Como o resultado do teste piloto foi interessante, eles passaram a testar a gelatina como um biomaterial sozinho.

O uso do ranelato de estrôncio sozinho, apesar de apresentar bons resultados, não preenchia o volume do defeito por inteiro, sendo necessário usar o biomaterial como andaime para que o osso crescesse em volume. Porém, a associação de hidroxiapatita com ranelato de estrôncio não funcionou tão bem como se esperava. Usando apenas o biomaterial ou apenas o ranelato, o resultado era mais eficaz. Os pesquisadores estão fazendo novos estudos para entender porque a associação não teve tanto efeito.

Os estudos com cinesioterapia também revelaram um resultado interessante. As ondas produzidas pela plataforma vibratória estimularam a formação óssea mais rápida. Porém, mostrou-se necessária a colocação de um biomaterial dentro do defeito ósseo para servir como andaime, garantindo o crescimento do osso em volume, até o preenchimento total do defeito.

Portanto, a estratégia mais bem sucedida foi a da gelatina usada como biomaterial. O curioso é como foi feita essa descoberta: “Na primeira manipulação, para fazer um teste piloto, falei para a doutoranda pegar a gelatina, dissolver um pouquinho na água para ela ficar com a consistência molinha, misturar com o biomaterial e implantar. Aí ela me confessou que nunca tinha feito gelatina. Ela pôs o pó inteiro dentro do defeito e foi aí que, para a nossa surpresa, ele estava funcionando como um biomaterial”, explica Fabiana. “É aí que está a ciência, a pesquisa, para esgotarmos várias possibilidades”,diz.

Formas de tratamento

Hoje, existem algumas alternativas para consertar defeitos ósseos críticos. A primeira é o enxerto autógeno, no qual se retira um osso de alguma área do corpo do próprio paciente para ser colocado na área afetada. Normalmente, isso é feito em costelas ou na crista ilíaca. Em termos biológicos, este procedimento é muito bom, uma vez que o médico, ou o dentista, está trabalhando com os tecidos do próprio paciente, que contêm as mesmas células, fazendo com que o grau de rejeição seja praticamente nulo. Porém, o osso é retirado de um lugar que teve uma origem embrionária diferente de onde será colocado e isso significa que as características anatômicas daquele osso e seu metabolismo serão diferentes e o resultado pode não ser tão eficiente quanto se imagina.

Outra alternativa é o banco de ossos. Apesar de existir essa possibilidade, a aplicação é ainda complexa, pois atender às normas de biossegurança para a comercialização desses ossos é algo difícil.

A terceira alternativa é a desenvolvida pelo grupo de pesquisa de Fabiana, com a utilização de enxertos aloplásticos, que são os biomateriais. Muitos desses biomateriais são importados, o que significa que têm um custo alto. Isso muitas vezes impossibilita a sua aplicação pelo SUS. Por esta razão, Fabiana realiza pesquisas com biomateriais que são desenvolvidos no Brasil, para que seja possível comercializá-los no país, reduzindo os gastos com importação. O uso de biomateriais nacionais torna o custo mais acessível e contribui para que haja investimentos na tecnologia do Brasil.

Embora a pesquisa ainda não tenha atingido a fase final, em que pode ser aplicada clinicamente, todas as estratégias analisadas tiveram resultados positivos e nenhum material foi rejeitado pelo organismo. Alguns ainda precisam de mais investigações, para que os pesquisadores possam aprimorar os resultados, conseguindo o volume de osso necessário para reconstruir o defeito como um todo.

Segundo Fabiana, essa é uma área muito desafiadora e extremamente importante, pois cada vez mais o homem precisará de biomateriais, já que está vivendo mais, e está mais sujeito à perda de tecidos ósseos. “Hoje, já é possível até mesmo produzir biomateriais no formato do defeito através de impressoras 3D”, diz.

Apoio da Fapesb

Graças à Fapesb, o grupo de pesquisa conseguiu adquirir novos equipamentos e aprimorar o laboratório. “A Fapesb é uma parceira fundamental, desde que a inauguramos o laboratório. Conseguimos tudo isso graças aos recursos da Fapesb que, ao longo de 13 anos, desde que começamos a desenvolver essas pesquisas, tem nos apoiado ininterruptamente em todos os sentidos, não só com equipamentos mas também com materiais de consumo. Sem esse apoio nós não conseguiríamos”, afirma Fabiana.

Por: Lorena Bertino/ Ascom-Fapesb