Síntese de hidroxiapatita derivada de resíduos de anchova: reciclagem e transformação em biomaterial com potencial para reparação óssea

Abstract

Introdução: O grande consumo de peixe no Brasil e no mundo tem gerado uma quantidade crescente de resíduos, como ossos e escamas, que possuem um elevado potencial de reciclagem e valorização, dada a semelhança da sua composição química, à base de fosfatos de cálcio, com a hidroxiapatita presente nos ossos humanos (Ca10(PO4)6(OH)2). Objetivo: O presente trabalho teve como objetivo produzir hidroxiapatita e fosfato tricálcico natural a partir de resíduos de anchova (Pomafomus salfafor) para potencial utilização biomédica na reparação de defeitos ósseos. Materiais de métodos: Para atingir o objetivo proposto, espinhas e escamas de anchova foram fervidas, limpas manualmente e pré-tratadas separadamente por dois protocolos diferentes, sendo eles: (i) imersão em ácido clorídrico (HCl) e hidróxido de sódio (NaOH); (ii) imersão em NaOH. Após o pré-tratamento, os resíduos foram secos em estufa e moídos em almofariz de ágata. O pó obtido na moagem foi calcinado a 800 °C por 5 h. O material sintetizado foi então caracterizado por meio da análise granulométrica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia dispersiva de energia, espectroscopia de infravermelho e difração de raios X. Resultados: Os grupos apresentaram partículas com 4,25 e 14,81 µm para os resíduos de espinha e escama, respectivamente. A razão Ca/P foi de 1,77 para o biomaterial obtido de escamas e 3,64 para o biomaterial oriundo dos resíduos de espinha, sendo evidenciado a presença de Mg e Na em ambos os grupos. Hidroxiapatita e fosfato tricálcico foram identificados pela análise de espectroscopia no infravermelho nos grupos espinha e escama. Na análise de difração de raio X foi identificado o fosfato tricálcico em ambos os grupos. Conclusões: A síntese de hidroxiapatita e fosfato tricálcico derivada de resíduos de anchova resultou na produção de um biomaterial com composição química e características morfológicas adequadas para o potencial uso como enxerto ósseo. Entretanto, testes de biocompatibilidade in vitro e in vivo são necessários para validar o uso a hidroxiapatita e fosfato tricálcico derivados de anchova.

Abstract: Introduction: The large consumption of fish in Brazil and in the world has generated an increasing amount of waste, such as bones and scales, which have a high recycling and recovery potential, given the similarity of their chemical composition, based on calcium phosphates, with hydroxyapatite present in human bones. Objective: This present work aimed to produce natural hydroxyapatite and tricalcium phosphate from anchovy (Pomafomus salfafor) residues for potential biomedical applications as biomaterials for bone healing. Method materials: Bone and scales of anchovy were boiled, hand-held cleaned and pre-treated separately by two different protocols, namely: (i) immersion in hydrochloric acid (HCl) and sodium hydroxide (NaOH); (ii) immersion in NaOH. After pre-treatment, residues were dried in an oven and ground in an agate mortar. The powder resultant from the milling was calcined at 800 °C for 5 h. Then, the synthesized material was characterized by granulometric analysis, scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, infrared spectroscopy and X-ray diffraction. Results: The powder of the biomaterial revealed particles with size at 4.25 and 14.81 µm for the spine and scale residues, respectively. The Ca/P ratio was 1.77 for the scale group and 3.64 for the spine group, showing the presence of Mg and Na in both groups. Hydroxyapatite and tricalcium phosphate were identified by infrared spectroscopy andy X-ray diffraction analyses. Conclusions: The synthesis of hydroxyapatite and tricalcium phosphate derived from anchovy residues led to the manufacturing of a biomaterial with chemical composition and morphological aspects proper for use as a bone substitute. However, further in vitro and in vivo biocompatibility assays are required to validating the biological response of the hydroxyapatite and tricalcium phosphate derived from anchovy.