CECILIA VALENTE RODRIGUES TRUITE

INTRODUÇÃO: As agroindústrias produzem grandes quantidades de resíduos que, se não geridos corretamente, podem suscitar uma série de impactos, tanto ambientais como de saúde pública. O beneficiamento e processamento desses resíduos mostram-se como uma grande oportunidade de desenvolvimento de subprodutos, transformando-os em outros produtos comercializáveis. Segundo a Associação Brasileira de Reciclagem Animal (ABRA), em 2019 o Brasil processou mais de 11 milhões de toneladas de resíduos bovinos, suínos e subprodutos de aves, sendo aproveitados, principalmente, aparas de tecidos animais, cartilagens, sebo e ossos. O sulfato de condroitina (SC) é encontrado nas cartilagens de aves e maioria dos mamíferos, podendo ser utilizado na indústria de medicamentos, alimentos, cosméticos, entre outros. Na área pesqueira, a tilápia do Nilo é considerada a espécie de peixe de água doce mais produzida no mundo. Entretanto apenas 50 a 60% da captura total tem condições de comercialização, enquanto carcaças, peixes mortos ou danificados são descartados, gerando grande quantidade de resíduos sólidos, lançados no meio ambiente, causando poluição e risco à saúde pública. Seus resíduos podem ser aproveitados para a produção de biocerâmicas a base de fosfato de cálcio, com excelente bioperformance para a regeneração óssea, que podem ser enriquecidas com outros tipos de substâncias com propriedades osteogênicas, como a curcumina, que apresenta atividades anti-inflamatórias, antioxidantes e antimicrobianas, além de ser um potente inibidor do fator nuclear-kβ (NF-kβ) e seu ligante RANKL, estimulando a diferenciação e mineralização de células ósseas, além de prevenir a deterioração da estrutura óssea, com mudanças benéficas na regeneração e crescimento ósseo. Para melhorar sua biodisponibilidade, a curcumina pode ser complexada com a β-ciclodextrina, que promove sua liberação controlada, potencializando seus efeitos biológicos e mantendo suas propriedades farmacológicas. OBJETIVOS: O objetivo desse trabalho foi delinear a importância do aproveitamento dos resíduos de abate de animais na redução do impacto negativo sobre o meio ambiente e na sua transformação em outros produtos comercializáveis, podendo gerar produtos altamente rentáveis para a indústria. Dentre esses produtos, foi abordado o sulfato de condroitina, que pode ser obtido de subprodutos de aves e suínos, fornecendo diversos benefícios para a saúde. Além disso, foi avaliada as propriedades físico-químicas do fosfato de cálcio bifásico (BCP) extraído de ossos de Tilápia do Nilo e do seu scaffold. Com a intenção de avaliar se a presença da curcumina livre e complexada com β-CD associada ao BCP melhora a performance do material, foi avaliada sua bioatividade em testes in vitro e, em testes in vivo em defeitos de tamanho crítico na calvária de ratos, sua capacidade em promover efeito adicional ao BCP na regeneração óssea. MATERIAIS E MÉTODOS: Foi feito um estudo de revisão sobre o aproveitamento dos resíduos gerados pela agroindústria e seu impacto sobre o meio ambiente, em especial o sulfato de condroitina e seus benefícios, com o objetivo de caracterizá-las e discorrer sobre seus diversos benefícios para a saúde. No outro artigo, resíduos dos ossos de Tilápia do Nilo foram utilizados na produção de biocerâmicas a base de fosfato de cálcio, com ação na regeneração óssea. Após produção dos scaffolds de BCP (fosfato de cálcio bifásico), foi realizada a caracterização do pó utilizando as metodologias de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e micro-Raman, além da morfologia avaliada por MEV e tamanho da partícula. A análise por difração de raios X (DRX) e refinamento de Rietveld foram utilizados para quantificar as fases cristalinas presentes no BCP. Os poros dos scaffolds foram avaliados por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Posteriormente foi feita a complexação da curcumina com β-CD sendo os scaffolds impregnados com curcumina livre e complexada com β -CD. Para os estudos in vitro foi realizado o teste Simulated Body Fluid (SBF), sendo as alterações, após 28 dias de imersão em SBF, observadas em MEV e EDS em três grupos: fosfato de cálcio bifásico (BCP), com curcumina livre (BCP-CL) e complexada com β-CD (BCP-CD). Foi conduzido estudo da regeneração óssea in vivo durante 60 dias, realizando análises histológicas para avaliação das mudanças morfológicas e de Micro-Raman, para avaliar a absorção das fases do material nos diferentes grupos. RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resíduos de origem animal, provenientes de abatedouros de aves e suínos podem gerar uma série de impactos, tanto ambientais como de saúde pública. A reciclagem é a melhor via de destinação, uma vez que esses resíduos podem ser transformados em produtos comerciais de alto valor agregado, como o sulfato de condroitina (SC), que é um polímero natural, solúvel em água, constituído de cadeias repetidas de mucopolissacarídeos, e encontrado nas cartilagens de aves e maioria dos mamíferos, podendo ser utilizado na indústria de medicamentos, alimentos, cosméticos, entre outros. O SC apresenta benefícios em diversas doenças, tanto isolado como combinado com outras substâncias ativas. Evidências mostram esses benefícios na reparação óssea, no tratamento da osteoartrite, em cirurgias de cataratas na oftalmologia, além de sua ação antioxidante, anti-inflamatória, anticâncer. No ramo da estética, pode ser utilizado na engenharia de tecidos da pele, com efeitos positivos no rejuvenescimento facial, além de seu uso em nanotecnologia, atuando na distribuição controlada de fármacos. Com relação ao segundo artigo, quando avaliado os biomateriais extraídos de ossos de peixe (Tilápia do Nilo), os resultados mostraram que fosfato de cálcio bifásico (BCP) é composto por 57,2% de Hap (hidroxiapatita) e 42,8% de β-TCP (β fosfato-tricálcico) e a razão molar Ca/P correspondeu a 1,59. Os scaffolds apresentaram porosidade de 57,21%, com presença de macro e microporosidade aberta, além de interconectividade porosa. As análises de FTIR apresentaram os grupos funcionais PO4 3-, CO3 2- e OH- presentes na biocerâmcica de BCP. O Micro-raman apresentou os picos referentes HAp e β-TCP, sendo a banda em 962 cm-1 característica da fase HAp, enquanto aquelas localizadas em 952 e 972 cm-1 são atribuídas à fase β-TCP. Nas análises de SBF, foi observada a ocorrência de nucleação (precipitação) de uma camada apatita na superfície das três amostras analisadas (BCP, BCP-CL e BCP-CD), com características semelhantes e que mostram a bioatividade dos materiais analisados. As análises de micro-Raman, após implante na calvária de rato TCP, mostraram redução ao longo do período de estudo da fase β-TCP. Quando os grupos foram comparados entre si, o grupo BCP apresentou acentuado decaimento da banda β- TCP até o período de 30 dias após o implante, sendo a maior redução nos primeiros 15 dias. Nos grupos BCP-CL e BCP-CD, o decaimento das bandas de absorção do β-TCP foram menos acentuadas ao longo do tempo. Na análise morfológica, houve maior frequência de poros preenchidos com tecido ósseo em graus variados de diferenciação após 60 dias de estudo, porém, com características semelhantes entre os grupos, sendo que BCPCL e BCP-CD não apresentaram ação adicional da curcumina livre ou complexada com β- CD na regeneração óssea. CONCLUSÃO: Os resíduos agroindustriais tem sido alvo de estudos por diversos anos, sendo realizadas pesquisas com o objetivo de encontrar meios conscientes e responsáveis para a utilização destes materiais. Do ponto de vista ambiental, atenuar o impacto causado pelos resíduos é considerado de alta importância, valorizando, assim, o meio ambiente e reduzindo o acúmulo de resíduos no ecossistema. O SC é um ativo largamente utilizado e rentável para as indústrias, proporciona relevantes benefícios para saúde humana e é resultante do aproveitamento dos resíduos de abate de animais, proporcionando redução do impacto negativo dos mesmos sobre o meio ambiente. Os ossos do tilápia do Nilo são excelente fonte de obtenção e produção de biocerâmicas naturais. O BCP utilizado apresentou as características físico-químicas e estruturais para um bom biomaterial. Após impregnação do BCP com curcumina livre e complexada com β-CD, os materiais mostraram capacidade em induzir a cristalização de apatita semelhante ao osso in vitro, com resultados semelhantes ao BCP controle. As análises in vivo mostraram que a incorporação da curcumina não proporcionou efeito adicional à biocerâmica estudada. Porém, a diminuição na liberação da fase β-TCP com a presença de curcumina e, principalmente, da complexada com β-CD, pode ser uma característica interessante para a engenharia de tecidos ósseos, podendo ser uma alternativa para o desenvolvimento de um sistema de liberação prolongada da fase β-TCP.

Palavra-chave: β-ciclodextrina;Biomateriais;Cartilagem;Curcumina;Fosfato de cálcio bifásico;Osteoartrite;Engenharia de materiais;Reciclagem;Resíduos agroindustriais;Regeneração óssea;Sulfato de condroitina