10/03/2021

Tendões e cartilagens artificiais são 10 vezes mais fortes que naturais

Redação do Diário da Saúde
Tendões e cartilagens artificiais são 10 vezes mais fortes que naturais
O material tem potencial para ser usado em implantes em caso de lesões e cirurgias reparadoras.
[Imagem: Mutian Hua, Shuwang Wu, and Ximin He/UCLA]

Tendões artificiais

Pesquisadores desenvolveram um novo método para produzir biomateriais sintéticos que imitam a estrutura interna, a elasticidade, a resistência e a durabilidade de tendões e outros tecidos biológicos, como as cartilagens.

Estes são tecidos que não se regeneram e sua degradação ou rompimento levam a uma série de condições debilitantes e hoje sem tratamento.

"Este trabalho mostra um caminho muito promissor em direção a biomateriais artificiais que estão no mesmo nível, senão mais fortes, do que os tecidos biológicos naturais," disse o professor Ximin He, da Universidade da Califórnia em Los Angeles.

Hidrogéis ultrarresistentes

A equipe desenvolveu um processo para aumentar a força dos hidrogéis já existentes, que vêm sendo estudados para criar tendões, ligamentos e cartilagens artificiais, tornando-os 10 vezes mais resistentes do que os tecidos naturais.

Embora os hidrogéis contenham principalmente água, com pouco conteúdo sólido (cerca de 10% de polímero), eles tornaram-se mais duráveis do que o Kevlar e a borracha, que são 100% polímeros.

É a primeira vez que cientistas conseguem tal aumento de resistência em polímeros carregados de água.

A equipe testou a durabilidade do material, não registrando sinais de deterioração após 30.000 ciclos de testes de alongamento. Sob a luz, o novo hidrogel produz um brilho intenso, semelhante aos tendões reais, confirmando que ele possui estruturas nas escalas micro e nano.

Máquinas e robôs

Além das aplicações biomédicas, o avanço pode ter potencial para máquinas cirúrgicas ou bioeletrônicas que operam inúmeros ciclos, além da impressão 3D de formatos até então inatingíveis, graças à flexibilidade do hidrogel.

Na verdade, a equipe demonstrou que essas arquiteturas de hidrogel impressas em 3D podem se transformar em outras formas, dependendo das mudanças de temperatura, acidez ou umidade. Atuando como músculos artificiais, eles são muito mais resistentes e podem exercer grande força, abrindo caminho para seu uso na robótica.

Os novos hidrogéis também podem fornecer revestimento para dispositivos médicos implantados ou vestíveis, para melhorar seu ajuste, conforto e desempenho a longo prazo.

Checagem com artigo científico:

Artigo: Strong tough hydrogels via the synergy of freeze-casting and salting out
Autores: Mutian Hua, Shuwang Wu, Yanfei Ma, Yusen Zhao, Zilin Chen, Imri Frenkel, Joseph Strzalka, Hua Zhou, Xinyuan Zhu, Ximin He
Publicação: Nature
Vol.: 590, pages 594-599
DOI: 10.1038/s41586-021-03212-z
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