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Novo hidrogel abre caminho para grandes avanços em tecnologia biomédica para implantes

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Fonte

Universidade de Sydney

Data

sábado, 8 agosto 2020 10:55

Áreas

Biomateriais. Biomecânica. Bioquímica. Engenharia Biomédica. Ortopedia.

Engenheiros biomédicos da Universidade de Sydney, na Austrália, desenvolveram uma tecnologia de plasma para anexar de forma robusta os hidrogéis – uma substância gelatinosa que é estruturalmente semelhante ao tecido mole do corpo humano – a materiais poliméricos, permitindo que dispositivos manufaturados melhorem a interação com o tecido circundante.  Os resultados foram publicados na revista científica Advanced Functional Materials.

Para funcionar de maneira ideal no corpo, um implante – seja uma prótese de quadril, um disco espinhal ou um tecido  – deve se ligar e interagir com os tecidos circundantes apropriados e células vivas. Quando isso não acontece, um implante pode falhar ou, pior ainda, ser rejeitado pelo corpo. Em todo o mundo, as falhas e rejeições de implantes são um custo significativo para os sistemas de saúde, colocando grandes encargos financeiros e de saúde sobre os pacientes.

A equipe, liderada pela professora Dra. Marcela Bilek e pelo professor Dr. Behnam Akhavan, da Escola de Engenharia Biomédica da Universidade de Sydney, combinou hidrogéis com sucesso, incluindo hidrogéis feitos de seda com Teflon e polímeros de poliestireno.

“Apesar de ser semelhante ao tecido natural do corpo; na ciência médica, os hidrogéis são notoriamente difíceis de trabalhar, pois são inerentemente fracos e estruturalmente instáveis. Eles não se ligam facilmente a sólidos, o que significa que muitas vezes não podem ser usados ​​em aplicações mecanicamente exigentes, como em cartilagem e engenharia de tecido ósseo​”, explicou o Dr. Akhavan.

“Os hidrogéis são altamente atraentes para a engenharia de tecidos devido à sua semelhança funcional e estrutural com os tecidos moles do corpo humano”, disse a doutoranda Rashi Walia. Ela realizou a pesquisa em colaboração com pesquisadores da Escola de Física e da Escola de Engenharia Química e Biomolecular da Universidade de Sydney, bem como da Universidade Tufts em Massachusetts, nos Estados Unidos.

“O processo de plasma exclusivo do nosso grupo, relatado recentemente na [revista científica] ACS Applied Materials and Interfaces, nos permite ativar todas as superfícies de estruturas porosas complexas, como scaffolds, para anexar covalentemente biomoléculas e hidrogéis”, disse a professora Marcela Bilek.

“Esses avanços permitem a criação de estruturas poliméricas de formato complexo mecanicamente robustas e infundidos com hidrogel, o que nos aproxima de mimetizar as características dos tecidos naturais do corpo. O processo de plasma é realizado em uma única etapa, não gera desperdício e não requer produtos químicos adicionais que possam ser prejudiciais ao meio ambiente”, completa a pesquisadora.

Dispositivos biomédicos, implantes de órgãos, biossensores e estruturas para engenharia de tecidos  devem se beneficiar da nova tecnologia de hidrogel.

“Existem vários cenários em que essa tecnologia pode ser usada. O gel pode ser carregado com uma droga para ser liberado lentamente ao longo do tempo, ou pode ser usado para imitar estruturas como a cartilagem óssea. Esses materiais também são excelentes candidatos para aplicações como plataformas lab-on-a-chip, biorreatores que imitam órgãos e construções biomiméticas para reparo de tecidos, bem como revestimentos anti-incrustantes para superfícies submersas em ambientes marinhos “, enfatizou o Dr. Akhavan.

A pesquisa testou o material com biomoléculas encontradas no corpo, que demonstraram uma resposta celular positiva.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Sydney (em inglês).

Fonte: Luisa Low, Universidade de Sydney. Imagem: Getty Images.

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