Cientistas anunciam hidrogel que imita cartilagem dos joelhos

Médico examina joelho - Foto: Angelo Esslinger / Pixabay
Médico examina joelho - Foto: Angelo Esslinger / Pixabay

Pesquisadores da Duke University, nos EUA, criaram o primeiro hidrogel experimental resistente que imita a cartilagem dos joelhos, uma esperança para pessoas com problemas na articulação.

É um material forte o suficiente para suportar o peso de uma pessoa, mas flexível o suficiente para amortecer a articulação durante o impacto de décadas de uso.

O material parece um primo distante da gelatina. Contém 60% de água e pode suportar o peso de 100 libras – 45 kg – sem rasgar ou perder sua forma.

É “o primeiro hidrogel que possui as propriedades mecânicas da cartilagem”, explicou Wiley, professor de química da Duke.

Testes de segurança iniciais sugerem que o material não é tóxico para células cultivadas em laboratório.

Como

O novo hidrogel consiste em duas redes poliméricas entrelaçadas: uma feita de fios elásticos tipo espaguete e a outra mais rígida e semelhante a uma cesta, com cargas negativas ao longo de seu comprimento.

Eles são reforçados com um terceiro ingrediente, uma malha de fibras de celulose.

Quando o gel é esticado, as fibras de celulose resistem à tração e ajudam a manter o material unido. E quando é espremida, as cargas negativas ao longo das cadeias rígidas de polímero se repelem e grudam na água, ajudando-a a retornar à sua forma original.

“Somente essa combinação dos três componentes é flexível e rígida e, portanto, forte”, disse o co-autor Feichen Yang, que fez doutorado em química no laboratório de Wiley.

História

Os hidrogéis têm sido explorados para uso como substituto da cartilagem desde a década de 1970. Eles são usados ​​em lentes de contato gelatinosas e fraldas descartáveis.

Os pesquisadores são atraídos por esses materiais por causa de suas propriedades escorregadias e absorventes de choque e porque não danificam as células próximas. Mas até agora eles se mostraram fracos demais para serem usados ​​em articulações de carga como o joelho.

Pesquisa

Em um experimento, a equipe o submeteu o material a 100 mil ciclos de tração repetida, e ele continha apenas o titânio poroso usado para implantes ósseos, “o que excedeu nossas expectativas iniciais”, disse o co-autor William Koshut, estudante de doutorado em o laboratório Gall.

Eles também esfregaram o novo material contra a cartilagem natural um milhão de vezes.

Assim, os pesquisadores descobriram que sua superfície autolubrificante lisa e escorregadia é tão resistente ao desgaste quanto o real e quatro vezes mais resistente ao desgaste do que os implantes de cartilagem sintética atualmente aprovados pela FDA para uso no dedão do pé.

Os testes continuam.

“Deve levar pelo menos três anos para que o material do laboratório chegue às clínicas disse Wiley.

Com informações da Duke University e GNN