Cartilagem

May 16, 2023

Como qualquer pessoa com artrite sabe, a cartilagem desempenha um papel vital ao permitir que as nossas articulações se movam livremente. Os cientistas replicaram agora as suas qualidades num material sintético autolubrificante, que só necessita de infusões ocasionais de água.

A cartilagem cobre as extremidades dos ossos nas articulações, como os joelhos, permitindo que eles se movam suavemente uns contra os outros, sem desgastar o tecido ósseo por baixo. É composto por uma matriz porosa de fibras de colágeno, proteínas proteoglicanas e fibras proteicas de elastina. Essa matriz absorve um líquido viscoso conhecido como líquido sinovial, que é produzido nas articulações.

À medida que a articulação se move, as superfícies de interface da cartilagem liberam gradualmente esse fluido, proporcionando lubrificação. Ao mesmo tempo, o fluido absorvido também ajuda a cartilagem a resistir à deformação irreversível das forças compressivas, graças a um efeito hidroelástico. E embora os pesquisadores já tenham tentado criar cartilagem artificial, eles normalmente usaram hidrogéis macios que não conseguem lidar com tais forças.

Liderados pelo Dr. Siavash Soltanahmadi da Universidade de Leeds, cientistas dessa instituição e do Imperial College London adotaram uma abordagem diferente. Eles ainda usam um hidrogel que pode absorver e liberar um lubrificante – neste caso, água – mas esse gel está contido em uma matriz porosa de suporte de um polímero à base de silicone chamado polidimetilsiloxano (PDMS).

Quando o material hidrogel/polímero é submetido a força compressiva, o polímero permite que o gel lubrificante suporte 14 a 19 vezes mais força do que poderia sozinho. Na verdade, o módulo de elasticidade do material é próximo ao da cartilagem natural.

“Desenvolvemos agora um material para aplicações de engenharia que imita algumas das propriedades mais importantes encontradas na cartilagem, e isso só foi possível porque encontrámos uma forma de imitar a forma como a natureza o faz”, diz Soltanahmadi. "Existem muitas aplicações na engenharia para um material sintético que é macio, mas pode suportar cargas pesadas com desgaste mínimo, como em rolamentos."

A pesquisa é descrita em um artigo publicado recentemente na revista Applied Polymer Materials.

Fonte: Universidade de Leeds