Hidrogéis na biomedicina

Os seres humanos possuem tecnologia suficiente para fazer coisas incríveis, tais como ir para o espaço, visitar as profundezas do oceano, construir arranha-céus imensos. No entanto, apesar do progresso alcançado, ainda há coisas totalmente rotineiras na vida humana que estão longe de ser totalmente compreendidas e manipuladas, uma delas é o nosso próprio corpo.  Assim como as áreas da saúde e da biologia, a engenharia de materiais também possui uma contribuição enorme para manter nossos sistemas em bom funcionamento e ajudar-nos a lidar com os efeitos do envelhecimento.  Este é atualmente um dos principais desafios da área: compreender como são os materiais encontrados em nosso corpo e como imitá-los ou estimulá-los. Servindo de inspiração, o tema abordado hoje será uma alternativa para lidar com a artrite, problema de saúde cada vez mais recorrente com o envelhecimento da população.

À medida que envelhecemos, diversas partes de nosso corpo começam a enfraquecer, tais como ossos, cartilagens, veias, pele e músculos. As cartilagens, que normalmente são macias, começam a enrijecer e não amortecem mais tão bem as articulações, fazendo com que haja choque entre ossos. Esse quadro é conhecido por artrite. Uma solução bastante plausível para esse problema poderia ser a substituição dessa cartilagem já danificada por um novo material, de propriedades semelhantes. Características imprescindíveis para tal material são, portanto, biocompatilidade e bom amortecimento, resistência ao choque mecânico. Um excelente candidato? Hidrogel.

Hidrogéis são um grupo de polímeros hidrofílicos capazes de reter quantidades enormes de água em sua estrutura tridimensional, ficando inchados. Isso os confere boa capacidade de amortecimento, assim como o uso da água contribui para sua biocompatibilidade. Além disso, as características mecânicas desses materiais podem ser controladas através da quantidade de água inserida e do grau de ligações cruzadas na cadeia polimérica, até que atinjam uma resistência semelhante ao tecido adjacente, no caso a cartilagem. Testes realizados com hidrogéis mostraram boa biocompatibilidade de um hidrogel conhecido como Salubria, feito a partir de poli(acetato de vinilo), PVA, ao tecido cartilaginoso. Semanas após implante do material, não foram relatados quaisquer sinais de inflamação ou mudanças degenerativas às regiões adjacentes ao mesmo.

hidrogel

Inchamento do hidrogel após contato com a água. Adaptado de Ahmed 2015.

O Salubria contém água em quantidades similares a um tecido humano e, com isso, adquire a consistência adequada de uma “bolsa d’água”. Como suporta milhões de ciclos de carregamento em ensaios de fadiga, é facilmente moldado a formatos anatômicos e não sofre deteriorização significativa quando esterilizado, pode ser utilizado como substituto de tecido cartilaginoso em articulações. Assim, há grande probabilidade de se curar a artrite e outras lesões que afetem a região.

Exemplos de outras contribuições da engenharia de materiais para a área biomédica são o desenvolvimento de enxertos ósseos, de próteses ou restaurações dentárias ou mesmo de órgãos inteiros, como por exemplo o coração. Além disso, o progresso na biomedicina tende a evoluir ainda mais com o estudo de técnicas para aumento de biocompatibilidade de materiais, como por exemplo a geração de superfícies hemofóbicas.

Referências:

Materials to help Arthritis – B. Maddox (Purdue University);

AHMED, Enas M. Hydrogel: Preparation, characterization, and applications: A review. Journal of Advanced Research, v. 6, n. 2, p. 105-121, 2015.

KU, David N. New soft tissue Implants using organic elastomers.  International Joint Conference on Biomedical Engineering Systems and Technologies. Springer Berlin Heidelberg, 2008. p. 85-95.

HENCH, Larry L. New materials and technologies for healthcare. World Scientific, 2012.

One thought on “Hidrogéis na biomedicina”

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *