Hidrogéis adesivos na osteoartrite: do design à aplicação

Jun 09, 2023

Military Medical Research volume 10, Número do artigo: 4 (2023) Citar este artigo

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A osteoartrite (OA) é o tipo mais comum de doença articular degenerativa que afeta 7% da população global e mais de 500 milhões de pessoas em todo o mundo. Uma fronteira de pesquisa é o desenvolvimento de hidrogéis para tratamento de OA, que operam como andaimes funcionais de engenharia de tecidos ou como veículos de entrega de aditivos funcionais. Ambas as abordagens abordam o grande desafio: estabelecer uma integração estável de tais sistemas de entrega ou implantes. Os hidrogéis adesivos fornecem possíveis soluções para esse desafio. No entanto, poucos estudos descreveram os avanços atuais no uso de hidrogel adesivo para o tratamento da OA. Esta revisão resume os hidrogéis comumente usados ​​com seus componentes e mecanismos de adesão. Além disso, reconhecendo que a OA é uma doença complexa envolvendo diferentes mecanismos biológicos, também são apresentadas as estratégias terapêuticas bioativas. Ao apresentar os hidrogéis adesivos de forma interdisciplinar, incluindo os campos da química e da biologia, esta revisão tentará fornecer uma visão abrangente para a concepção de novos sistemas bioadesivos para terapia de OA.

A osteoartrite (OA) é o tipo mais comum de doença articular degenerativa, afetando 7% da população global e mais de 500 milhões de pessoas em todo o mundo [1,2,3]. O número de pessoas afetadas pela OA continua a aumentar devido ao aumento da expectativa de vida [4]. Nas últimas três décadas, o número de pessoas afetadas pela OA aumentou 48%. Isso a torna a 15ª causa mais significativa de incapacidade em todo o mundo, impondo um alto custo aos pacientes e ao sistema de saúde. As estatísticas são particularmente alarmantes para as mulheres, alguns grupos raciais e étnicos e para indivíduos de nível socioeconômico mais baixo [5]. Além das sugestões de exercícios moderados e dieta saudável, os procedimentos terapêuticos clínicos atuais variam desde a administração oral de medicamentos e injeção intra-articular até a cirurgia. A injeção intra-articular envolve principalmente a administração local de componentes funcionais, como dexametasona (DEX), fatores de crescimento ou lubrificantes [6,7,8]. No entanto, a ingestão oral de drogas causa toxicidade sistêmica nos sistemas gastrointestinal e cardiovascular [3]. A injeção intra-articular de componentes funcionais também tem eficácia limitada devido à sua rápida eliminação e facilidade de deslocamento para outros locais devido ao movimento articular [9, 10]. Quando a OA induz defeitos na cartilagem, os pacientes são mais propensos a se submeter a cirurgias, incluindo microfratura, transplante de células e transplante de tecidos [11, 12]. Esses procedimentos cirúrgicos, no entanto, são anexados a problemas como um número limitado de doadores, baixa eficiência condrogênica e má integração com o tecido cartilaginoso circundante [13].

Os hidrogéis são redes de polímeros reticulados com alto teor de água e podem ser fabricados para simular as propriedades físico-químicas do tecido da cartilagem [14]. Essas abordagens fornecem um novo caminho para a pesquisa na regeneração da cartilagem [15]. Existem duas tendências de linha de frente de terapias baseadas em hidrogel para terapia de OA [15, 16]. O primeiro é o uso de implantes de estrutura de tecido à base de hidrogel para regeneração de tecido de cartilagem, que se enquadra no escopo da engenharia de tecidos [17,18,19]. A segunda é desenvolver sistemas à base de hidrogel para fornecer aditivos funcionais à cartilagem lesionada e manter a estabilidade desses ingredientes ativos no local por um tempo prolongado. Ambas as estratégias visam promover a regeneração tecidual através de diferentes mecanismos. No entanto, eles têm desafios significativos: alcançar uma integração estável desses sistemas de entrega ou implantação adequada no local da lesão [12]. A cartilagem recém-formada ao redor do andaime não terá estabilidade sem ligação adequada, portanto, incapaz de se integrar ao tecido hospedeiro. Isso resultaria na falha das funções nas articulações sinoviais sob compressão cíclica e tensão de cisalhamento [20, 21]. Além disso, também leva à fibrose entre o implante hospedeiro e a cartilagem, causando falha na integração da neocartilagem com a cartilagem nativa [22]. Além disso, as interfaces entre os sistemas de hidrogel e as feridas se desfazem facilmente. Conseqüentemente, os aditivos funcionais não permanecem estáveis ​​no local, diminuindo assim sua eficácia.