Tal como osso, material se regenera para “consertar” lesões

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Sob influência da biomimética, pesquisadores desenvolvem material biodegradável que se regenera para reparar fraturas. Ele pode ser usado em membros mecânicos, por exemplo

Pesquisadores da Universidade Estadual do Arizona, nos Estados Unidos, desenvolveram um material que é constituído por polímeros com uma espécie de "memória de formato" - esse material biodegradável emula a forma original do objeto ao qual é acoplado. Em seguida, tais polímeros são incorporados a uma rede de fibra ótica (capaz de detectar danos em certos materiais) para, na sequência, aplicar estímulos térmicos, por meio de um laser de raios infravermelhos, na área danificada.

O calor produzido, por sua vez, estimula mecanismos de enrijecimento e de regeneração. Se o material for danificado, o processo de auto-cicatrização pode recuperar até 96% da resistência original. Segundo os pesquisadores, o sistema não recria as ligações danificadas, mas faz uma remodelagem na fratura, aproximando-se ao máximo do formato original. Esse material poderia até reduzir a necessidade de constante substituição ou reparo de estruturas e materiais danificados ou deteriorados, reduzindo assim o custo.

Imagem: polímero com "memória de formato" em ação. A região vermelha indica onde a rede de fibra ótica agiu, estimulando o material a assumir sua forma original.

Funcionamento dos ossos

A pesquisa científica foi inspirada na biomimética ao "copiar" o funcionamento dos ossos, que têm capacidade de detectar danos, interromperem a proliferação destes e, por meio de determinadas células, remodelarem os ossos danificados, regenerando-os. As células que contribuem para a remodelação óssea são: os osteoclastos, que reabsorvem e remodelam o tecido ósseo; e os osteoblastos, responsáveis pela formação do tecido ósseo e de algumas proteínas que constituem a matriz óssea, como colágeno de tipo I (entenda melhor o funcionamento no vídeo do fim da página).

Outra pesquisa da mesma instituição pode ajudar no desenvolvimento da "cópia de osso". Ela teve como objeto as fibras de colágeno mineralizadas, que são blocos nanoestruturais de ossos altamente conservados. Através de uma combinação de simulação da dinâmica molecular e também da análise teórica, os pesquisadores observaram que a característica nanoestrutural dessas fibras lhes confere elevada resistência e capacidade para sustentar grande deformação. Como consequência, as fibras de colágeno mineralizadas são capazes de tolerar microfissuras, sem causar qualquer falha macroscópica no tecido, o que pode ser essencial para permitir a remodelação.

Aplicação do material

Se a inovação se desenvolver mais e passar por diversos testes, ela poderá ser empregada na construção de materiais fortes e leves, que podem ser submetidos a uma grande quantidade de tensão, como compostos a serem usados ​​para substituir ossos na produção de membros mecânicos, e na criação de novos materiais.

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