Análise da citotoxicidade de compósitos de hidrogel de alginato e biovidro nanoestruturados com íons prata e titânio

Introdução

Biomateriais são substâncias projetadas para interagir com sistemas biológicos, visando reparar, substituir ou aumentar funções do corpo humano. Esses materiais devem possuir propriedades como biocompatibilidade, biodegradabilidade, resistência mecânica e, em alguns casos, atividade antimicrobiana e bioatividade, para promover a regeneração tecidual (PIRES, 2015). Hidrogéis de alginato, derivados de algas marinhas, destacam-se na área de curativos devido à sua capacidade de manter um ambiente úmido na ferida, o que favorece o processo de cicatrização. Sua estrutura permite a absorção do exsudato da ferida, promovendo o desbridamento autolítico e facilitando a remoção mecânica do tecido necrosado (DERSANI, 2023). Biovidros nanoestruturados no sistema SiO2–Na2O–CaO–P2O5 (SNCP) têm sido amplamente estudados por suas propriedades bioativas, como osteogênese e bioatividade. Quando dopados com íons prata (Ag⁺) e titânio (Ti⁴⁺), esses biovidros podem adquirir propriedades antimicrobianas e antioxidantes, além de promoverem a regeneração óssea e a integração com o tecido ósseo (MORAIS, 2007).

Objetivo

Avaliar a citotoxicidade e a biocompatibilidade in vivo de compósitos formados por hidrogel de alginato associado a biovidros dopados com prata (Ag⁺) e titânio (Ti⁴⁺).

Método

Foram realizados ensaios de viabilidade celular utilizando hidrogéis à base de alginato comercial (Curatec®) e formulações contendo carbopol em células Vero E6, pelo método de MTT, com células previamente aderidas e recém-semeadas. Os biovidros SNCP foram obtidos por fusão em altas temperaturas (1000–2000 °C) e posteriormente dopados com íons prata (0,5% e 1,25%) ou titânio (10% e 20%), sendo avaliados nas concentrações de 31,25 a 1000 µg/mL. Para avaliação da toxicidade sistêmica, larvas de Galleria mellonella (n = 20/grupo) foram inoculadas com 100 µg/larva dos biovidros dopados e acompanhadas por 10 dias, com registro diário da sobrevivência e análise pelas curvas de Kaplan-Meier. As análises estatísticas foram realizadas pelos testes de Dunnett, Log-rank e Gehan-Breslow-Wilcoxon, adotando-se nível de significância de p < 0,05.

Resultados e discussão

Os ensaios de viabilidade celular demonstraram que os hidrogéis de alginato apresentaram elevada viabilidade celular (90 ± 3%), significativamente superior às formulações contendo carbopol (60 ± 5%; p < 0,01). Os biovidros dopados com titânio mantiveram viabilidade celular superior a 95% em todas as concentrações avaliadas (31,25–1000 µg/mL), indicando elevada biocompatibilidade. Para os biovidros dopados com prata, observou-se redução da viabilidade de forma dose-dependente, com valores próximos a 90% nas menores concentrações e de aproximadamente 80–82% nas concentrações de 500–1000 µg/mL (p < 0,05), permanecendo acima do limite de biocompatibilidade de 70%. No modelo in vivo com Galleria mellonella (n = 20/grupo), não foram observadas diferenças significativas na sobrevivência entre os grupos tratados com Ag 0,5%, Ag 1,25%, Ti 10% e Ti 20% e o grupo controle (p > 0,05), com taxas de sobrevivência superiores a 85–90%.

Conclusão

Os biovidros dopados com prata apresentaram redução da viabilidade celular de forma dose-dependente, porém mantiveram valores acima do limite de biocompatibilidade, indicando um equilíbrio entre segurança celular e potencial atividade antimicrobiana. O modelo de Galleria mellonella mostrou-se uma ferramenta útil para a avaliação pré-clínica da toxicidade dos biomateriais, fornecendo assim uma base promissora para o desenvolvimento futuro de biomateriais com propriedades de biocompatibilidade e atividade antimicrobiana, visando aplicações em regeneração tecidual e reparo ósseo.

Palavras-chave

• biovidros
• curativos
• hidrogeis
• titanio