Progresso nos tecidos artificiais para transplantes: DNA com nanotubos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/06/2009

Se as doações de órgãos são um problema eterno para a medicina e para quem precisa deles, a doação de pele é ainda mais problemática. Necessária principalmente para cirurgias em pessoas vítimas de queimaduras, mas também em cirurgias plásticas, é virtualmente impossível conseguir doações nos momentos e nas quantidades necessárias.

É por isto que os pesquisadores trabalham tão arduamente no desenvolvimento de técnicas que permitam a cultura em laboratório ou o desenvolvimento de peles artificiais. Não é uma tarefa fácil: os tecidos humanos possuem uma combinação única de resistência, suavidade e flexibilidade.

Fitas de DNA com nanotubos de carbono

Agora, uma equipe de cientistas australianos e coreanos deu mais um passo para que a ciência vença o desafio de produzir tecidos artificiais que sejam compatíveis com o organismo humano. E, embora a pesquisa visasse o desenvolvimento de peles artificiais, o material resultante poderá ser útil para a fabricação de outros tipos de tecidos biocompatíveis.

O grupo dos professores Geoffrey M. Spinks e Seon Jeong Kim criou um novo material esponjoso, altamente poroso, cujas propriedades mecânicas assemelham-se muito com a suavidade dos tecidos biológicos. O novo geral é formado por uma rede robusta de fitas de DNA e de nanotubos de carbono.

Andaime biológico

Os tecidos moles do corpo humano, como os tendões, músculos, artérias, pele e outros órgãos, obtêm seu suporte mecânico de uma matriz extracelular, uma rede de nanofibras formadas por proteínas. Proteínas com diferentes morfologias geram tecidos com diferentes "durezas".

O que os pesquisadores descobriram foi uma técnica para produzir uma matriz de suporte artificial que imita o trabalho feito pelas proteínas, uma espécie de "andaime" onde as células dos tecidos poderão crescer.

O novo material usa fitas de DNA para envolver e "amarrar" nanotubos de carbono, formando um gel. Os nanotubos de carbono são tubos ocos de carbono com apenas alguns átomos de espessura, mas com uma resistência mecânica superior à do aço.

Imitando a estrutura protéica natural

O processo de entrelaçamento entre as fitas de DNA e os nanotubos de carbono acontece na presença de um líquido iônico.

A solução resultante pode ser aspergida sobre uma superfície, como se fosse um spray. Quando seca, o material forma uma estrutura altamente porosa, constituída por uma rede de nanofibras interconectadas com apenas 50 nanômetros de largura. Ao ser mergulhado em uma solução de cloreto de cálcio, as fitas de DNA se entrecruzam, tornando as nanofibras mais densas e mais fortemente conectadas.

Está pronto o material sintético que imita a estrutura protéica natural, elástico e resistente como os tecidos biológicos. Agora ele poderá ser utilizado para a cultura de células, que se desenvolverão no interior de suas estruturas microscópicas.

Sensor cardíaco

A pesquisa prosseguirá, com testes sobre a biocompatibilidade e a análise da toxicidade do material, sobretudo pela presença dos nanotubos de carbono em sua composição.

Mas o material já está chamando a atenção para outras utilizações. Uma propriedade inesperada, apresentada por este "andaime celular", é que ele é um bom condutor elétrico.

Além da fabricação de eletrodos para atuadores mecânicos, os cientistas afirmam que é possível utilizá-lo para fabricar sistemas de armazenamento de energia, novos tipos de baterias e até sensores para uso no interior do corpo humano.

Os testes demonstraram que o novo material funciona como um sensor de peróxido de hidrogênio, um composto químico importante para o desempenho dos músculos do coração e que está associado a diversas doenças cardíacas. Um sensor robusto, e com elasticidade semelhante à do próprio músculo cardíaco, será de grande valia para novas pesquisas nesta área.

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