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BIOMATERIAIS
DOUTORANDA: MAÍRA THEISEN
ORIENTADORA: PROF. DRA. IZABEL CRISTINA RIEGEL VIDOTTI
TRAJETÓRIA
 UFRGS – Bacharelado em Química (2009-2013)
 Iniciação científica – GQT
 Dr. Hubert K. Stassen
 “Um estudo computacional da interação entre Esqualamina e membranas bacterianas” 
 UFRGS – Mestrado em Ciência dos Materiais (09/2014 – 01/2017)
 Dra. Rosane M. D. Soares
 Dr. Hubert K. Stassen
 “Estudo computacional via Dinâmica Molecular de poli(vinil álcool) funcionalizado com o tripeptídeo RGD”
 UFPR – Doutorado em Química
 Admissão no programa: 03/2019
 Dra. Izabel C. Riegel Vidotti
 Dra. Heloise R. de Barros
 “Obtenção de nanopartículas de ouro funcionalizadas com copolímero PNIPAM-pectina e lipase de Candida antarctica (CALB)”
O QUE SÃO BIOMATERIAIS?
“Qualquer substância (que não medicamentos) ou combinação de substâncias, de origem sintética ou 
natural, que pode ser utilizada por qualquer período de tempo, como um todo ou como parte de um 
sistema que trata, aumenta ou substitui qualquer tecido, órgão ou função do corpo, com o propósito de 
manter ou melhorar a qualidade de vida do indivíduo.” 
Clinical Applications of Biomaterials. NIH. Nov 1-3. NIH Consens Statement 1982. pp. 1-19. 
BIOCOMPATIBILIDADE
“Capacidade do material apresentar uma resposta apropriada numa aplicação específica, 
com o mínimo de reações alérgicas, inflamatórias ou tóxicas quando em contato com os tecidos 
vivos e fluidos orgânicos.”
.
Hench, L. Biomaterials: a forecast for the future. Biomaterials, 19 (1998) 1419- 1423. 
 “Não existe um único biomaterial que pode ser utilizado para múltiplas aplicações ou finalidades. O 
conhecimento prévio das propriedades de cada material, assim como das funções executadas e das condições do 
local que irá receber o implante, é fundamental no processo de escolha de um implante – fator determinante no 
êxito da intervenção cirúrgica.”
biomatufrjmacae.blogspot.com/2011/11/biomateriais-na-medicina.html
Biomaterial
Propriedades
Função
Local
Biomaterial mais 
apropriado
LINHA DO TEMPO DOS BIOMATERIAIS
https://www.degruyter.com/view/j/biomat.2013.14.issue-3-4/bnm-2013-0014/bnm-2013-0014.xml
https://burnstrauma.biomedcentral.com/articles/10.1186/s41038-016-0027-y
https://www.epo.org/learning-events/european-inventor/finalists/2013/gow/feature.html
Mitologias
1500-200 A.C 
Capua Leg
Cairo Toe
Macus Sergius
Artes
Séc. XII-XVI
Séc. XVI-XIX
Membros 
articulados 
Séc. XX-XXI
Aprimoramento
Função específica
https://www.degruyter.com/view/j/biomat.2013.14.issue-3-4/bnm-2013-0014/bnm-2013-0014.xml
https://burnstrauma.biomedcentral.com/articles/10.1186/s41038-016-0027-y
https://www.epo.org/learning-events/european-inventor/finalists/2013/gow/feature.html
LINHA DO TEMPO DOS BIOMATERIAIS
1ª geração
Inertes
2ª geração
Bioativos e 
reabsorvíveis
3ª geração
Engenharia 
de tecidos
4ª geração
Biofabricação
CICLO DE VIDA DO BIOMATERIAL
Identificação da 
necessidade
Desenvolvimento 
do dispositivo
Síntese do 
material
Testes do 
material
Fabricação
Esterilização e 
embalagem
Teste do 
dispositivo
Questões 
regulatórias
Uso clínico
Análise do 
explante
Pires, A. L. R.; Bierhalz, A. C. K.; Moraes, A. M. Quím. Nova, 2015, v.38, 957-971.
Mercado de biomateriais global em 2018
Crescimento 2019-2025: 14%
Projeção para 2025: 250 bilhões de dólares
• Avanços no desenvolvimento
• Outras áreas médicas
• Projetos em escala industrial
• População geriátrica
Grandviewresearch.com/press-release/global-biomaterials-Market
Mordorintelligence.com/industry-reports/biomaterials-market
MERCADO MUNDIAL
TIPOS DE BIOMATERIAIS
BIOMATERIAIS
POLIMÉRICOS
COMPÓSITOS
CERÂMICOS
METÁLICOS
METÁLICOS
Propridades
• Propriedades 
mecânicas
• Resistência à 
corrosão
Materiais
• Titânio
• Ni/Cr/Co
• Aço 
inoxidável
Aplicação
• Próteses
• Cardiologia
• Odontologia
Mahapatro, A., Mater. Sci. Eng. C, 2015, 55, 227-251.
Aherwar, A., AIMS Bioengineering, 2016, 3, 23-43.
Yang, K. et al, Int. J. Mol. Sci., 2018, 19, 24.
/www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1415-54192007000600006
https://biofabris.com.br/pt/biomateriais/
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1415-54192007000600006
https://biofabris.com.br/pt/biomateriais/
CERÂMICOS
Propridades
• Tecido rígidos
• Prop. Mecânica
Materiais
• Alumina(Al2O3)
• Zircônia(ZrO2)
• Fosfato de cálcio 
(hidroxiapatita)
• Bioglass
Aplicação
• Próteses
• Odontologia
• Cimento
ceramics.org/ceramic-tech-today/biomaterials/gain-a-winning-smile-with-glass-ceramics biomaterials-org.securec7.ezhostingserver.com/week/bio20.cfm
Azevedo, V. V. C.; Chaves, I. S. A.; Bezerra, I. D. C.; Costa, A. C. F. M. Revista Eletrônica de Materiais e Processos, v.3.1 (2008) 31-39 core.ac.uf/download/pdf/154274478.pdf
1894
Dreesman
Gesso como 
substituto dos 
ossos
1967
Guerra do Vietnã
Implantes 
defeituosos
1969
Hench
Desenvolvimento 
do BIOGLASS
1985
Aprovação do 
FDA
Ossos do ouvido
http://biomaterials-org.securec7.ezhostingserver.com/week/bio20.cfm
POLIMÉRICOS
Propridades
• Flexibilidade
• Formas variadas
• Fácil fabricação
Materiais
• Poli(2-
hidroxietilmetacrilato)
• Polietileno
• Polipropileno
• Quitosana
Aplicação
• Oftalmologia
• Prótese
• Liberação controlada
• Pele
tinaborke.com/polymers-in-ophthalmology-part-2/
www.rehabmagazine.ca/research/smart-bandages-communicating-the-need/
www.uweb.engr.washington.edu/research/tutorials/introbiomat.html
https://www.youtube.com/watch?v=b5PhiT0C6h0
https://tinaborke.com/polymers-in-ophthalmology-part-2/
https://www.rehabmagazine.ca/research/smart-bandages-communicating-the-need/
http://www.uweb.engr.washington.edu/research/tutorials/introbiomat.html
https://www.youtube.com/watch?v=b5PhiT0C6h0
EXEMPLOS
https://www.technologyreview.com/s/427519/pharmacy-on-a-chip/
https://revistagalileu.globo.com/Revista/noticia/2014/10/computador-de-engolir.html
https://www.vice.com/en_us/article/jp5a3g/a-microchip-to-deliver-drugs-in-your-body-by-remote-control
https://www.technologyreview.com/s/427519/pharmacy-on-a-chip/
https://revistagalileu.globo.com/Revista/noticia/2014/10/computador-de-engolir.html
https://www.vice.com/en_us/article/jp5a3g/a-microchip-to-deliver-drugs-in-your-body-by-remote-control
GRUPO UNICAMP – PROF. CECÍLIA ZAVAGLIA
 Laboratório de Biomateriais e Biomecânica
 Engenheiros
 Ortopedistas
 Químicos
 Biólogos
 Dentistas
 Veterinário
Rede Multicêntrica de Avaliação de Implantes Ortopédicos
(Remato)
https://www.unicamp.br/unicamp/unicamp_hoje/ju/maio2008/ju396pag7.html
https://www.unicamp.br/unicamp/unicamp_hoje/ju/maio2008/ju396pag7.html
Agosto/2013
https://www.unicamp.br/unicamp/ju/572/laboratorio-testa-proteses-biofabricadas-em-humanos
https://www.unicamp.br/unicamp/ju/572/laboratorio-testa-proteses-biofabricadas-em-humanos
TISSUE ENGINEERING
 “scaffolds”, células e moléculas biologicamente ativas
 restaurar, manter ou aprimorar
 Método I e II
https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/tissue-engineering-and-regenerative-medicine
http://celulastroncors.org.br/a-importancia-dos-scaffolds-na-engenharia-de-tecidos/
https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/tissue-engineering-and-regenerative-medicine
http://celulastroncors.org.br/a-importancia-dos-scaffolds-na-engenharia-de-tecidos/
TISSUE ENGINEERING
 Experimental e alto custo
 Pequenas artérias, cartilagem, enxertos de pele, traquéia
 Pesquisas de medicamentos
https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/tissue-engineering-and-regenerative-medicine
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/bit.25501
https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/tissue-engineering-and-regenerative-medicine
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/bit.25501
EXEMPLOS
DOI: 10.1021/acsbiomaterials.9b00082
HIDROGÉIS
 Rede polimérica tridimensional
 Reticulação
 Médica e farmacêutica
Peppas, N. A.,Bures, P., Leobandung, W. e Ichikawa, H. Hydrogels in pharmaceutical formulations. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 2000, Vol. 50, pp. 27-46. 
McNaught, A. D. e Wilkinson, A. IUPAC Compendium of Chemical Terminology - "The Gold Book". 2nd. Oxford : Blackwell Scientific Publications, 1997.
http://www.fapesp.br/eventos/2011/11/quimica/catalani.pdf
http://www.intechopen.com/books/progress-in-molecular-and-environmental-bioengineering-from-analysis-and-modeling-to-technology-applications/hydrogels-methods-of-preparation-characterisation-and-applications
Liberação de fármacos
Lentes de contato
Curativos
Suporte para crescimento celular
http://www.fapesp.br/eventos/2011/11/quimica/catalani.pdf
http://www.intechopen.com/books/progress-in-molecular-and-environmental-bioengineering-from-analysis-and-modeling-to-technology-applications/hydrogels-methods-of-preparation-characterisation-and-applications
PRÓXIMO SEMINÁRIO – 19/11
OBRIGADA!!