Material gelatinoso transforma-se em osso e sela fraturas
Quando nascemos temos espaços no nosso crânio que são cobertos por pedaços de tecido conjuntivo macio percetíveis como áreas moles à palpação, designadas fontanelas. É graças às fontanelas que o crânio pode ser deformado durante o parto e passar com sucesso pelo canal do parto. Após o nascimento, o tecido das fontanelas muda gradualmente para osso duro.
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Recentemente, uma equipa de cientistas das Universidades de Linkoping (Suécia) e Okayama (japão) combinou materiais que juntos se assemelham e conseguem reproduzir esse processo natural, uma técnica conhecida como biomimetismo, ou a imitação dos processos biológicos.
Inspirados pelo crescimento dos ossos no esqueleto, os cientistas desenvolveram uma combinação de materiais que se pode transformar em várias formas antes de endurecer. Este material é inicialmente macio mas depois, através de um processo de desenvolvimento ósseo que usa os mesmos materiais encontrados no esqueleto, endurece.
A ideia surgiu quando os cientistas japoneses descobriram uma espécie de biomolécula capaz de estimular o crescimento ósseo num curto período de tempo. A equipa de Edwin Jager, coordenador da investigação, usou os materiais que desenvolveu com esta nova biomolécula para desenvolver os novos materiais com rigidez variável.
O objetivo dos cientistas é usar isto para aplicações em que os materiais necessitem de ter propriedades diferentes em momentos diferentes. Num primeiro momento o material é macio e flexível e, depois, ele é travado no local onde endurece. Este material poderia ser usado, por exemplo, em fraturas ósseas complicadas.
Poderia ainda ser usado em microrrobôs macios, que seriam injetados no corpo através de uma seringa e que então se iriam desdobrar e desenvolveriam os seus próprios ossos rígidos.
Na investigação os cientistas, em conjunto, construíram uma espécie de microrrobô muito simples que pode assumir diferentes formas e alterar a sua rigidez. Começaram, então, com um gel denominado alginato, usado em praticamente todas as experiências para fabricar órgãos vivos.
De um lado do gel foi adicionado um material polimérico que é eletroreativo, alterando o seu volume quando uma baixa tensão elétrica é aplicada. Isso faz com que o microrrobô se dobre numa direção específica com o pressionar de um botão. Do outro lado do gel foram anexadas biomoléculas, que permitem que o material de gel macio endureça.
Essas biomoléculas são extraídas da membrana celular de um tipo de célula importante para o desenvolvimento ósseo. Quando o material é imerso num meio de cultura de células – que se assemelha ao corpo e contém calcio e fósforo – as biomoléculas fazem o gel mineralizar, ficando duro como um osso.
Para os cientistas, a aplicação mais importante desta descoberta é a cicatrização óssea. A ideia é que o material macio, alimentado pelo polímero eletroativo consiga ser manobrado em espaços de fraturas ósseas complicadas e então endurecer, funcionando como um osso novo.
Numa experiência de demonstração este material enrolou-se à volta de ossos de galinha e o osso artificial que se desenvolveu posteriormente cresceu com o osso de galinha.