Desenvolvimento de scaffolds de Biosilicato/Alginato de Sódio Reticulado: Impressão 3D por extrusão, caracterização e potencial para Engenharia de Tecidos
A Engenharia de Tecidos busca soluções inovadoras para a regeneração de tecidos ósseos, propondo o uso de estruturas porosas tridimensionais chamadas scaffolds. Esses materiais atuam como suporte para a proliferação celular, com destaque para o desenvolvimento de scaffolds bioativos, que combinam propriedades biológicas e mecânicas avançadas. Entre os materiais promissores, o Biosilicato (BioS) se destaca devido à sua excelente bioatividade e propriedades mecânicas. Dentre as técnicas empregadas na fabricação de scaffolds cerâmicos, a impressão direta de pastas (do inglês, Direct Ink Writing - DIW) emerge como uma abordagem de manufatura aditiva capaz de superar limitações tradicionais, possibilitando controle estrutural preciso e reprodutibilidade das peças fabricadas. Essa técnica permite a produção de scaffolds personalizáveis com geometrias complexas e propriedades ajustáveis. Durante o processamento de scaffolds cerâmicos, é comum o uso da sinterização como método para promover a consolidação estrutural e aumentar a coesão entre partículas. No entanto, no caso de vidros bioativos, a sinterização frequentemente leva à cristalização indesejada, impedindo que sinterização ocorra de maneira eficiente, comprometendo suas propriedades mecânicas, bioativas e conformação adequada. Dessa forma, explorar alternativas à sinterização, como o uso de reticulação química, torna-se uma estratégia valiosa. O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de scaffolds compósitos à base de alginato de sódio e biosilicato, fabricados por impressão 3D, avaliando o impacto do processo de reticulação com íons divalentes nas propriedades estruturais e bioativas do material. Soluções de alginato foram preparadas e submetidas ao processo de reticulação, sendo por fim, combinadas com partículas de biosilicato em concentrações definidas. Os scaffolds foram fabricados por extrusão direta (I3D) e posteriormente caracterizados. As análises foram realizadas utilizando técnicas como microscopia eletrônica de varredura (MEV), microtomografia computadorizada (MicroCT) e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Os resultados revelaram que os scaffolds reticulados apresentaram maior rugosidade superficial e microporosidade, características que favorecem a bioatividade, adesão celular e difusão de nutrientes. A análise por MicroCT demonstrou alta interconectividade dos poros, essencial para a regeneração tecidual, enquanto o MEV confirmou a incorporação homogênea das partículas de biosilicato à matriz polimérica. Além disso, a análise por FTIR evidenciou a preservação dos principais grupos funcionais do alginato e do biosilicato após o processo de reticulação, indicando que o método foi eficaz em evitar alterações químicas significativas. A reticulação com íons divalentes mostrou-se determinante para a melhoria das propriedades estruturais e bioativas, influenciando diretamente a distribuição das partículas cerâmicas e a morfologia final dos scaffolds. Conclui-se que a combinação de alginato e biosilicato, aliada à impressão 3D e ao processo de reticulação, representa uma abordagem eficiente e inovadora para a fabricação de scaffolds bioativos. Essa estratégia demonstra um potencial significativo para aplicações
em regeneração óssea, atendendo às demandas de personalização, desempenho funcional e bioatividade requisitadas pela Engenharia de Tecidos.