Cientistas da ETH Zurich inventaram um implante de hidrogel que imita o processo natural de cicatrização óssea do corpo. Composto maioritariamente por água, o material pode ser moldado com precisão utilizando lasers para criar estruturas detalhadas semelhantes ao tecido ósseo. Esta inovação visa oferecer uma alternativa melhor aos enxertos tradicionais e implantes metálicos.
Quando os ossos sofrem fraturas graves ou requerem a remoção de tumores, os cirurgiões recorrem tipicamente a autoenxertos do próprio corpo do paciente ou a implantes rígidos de metal e cerâmica. Os autoenxertos exigem uma cirurgia adicional, prolongando a recuperação e os riscos, enquanto os implantes metálicos, sendo mais rígidos do que o osso natural, podem soltar-se com o tempo. Para resolver estes problemas, Xiao-Hua Qin, Professor de Engenharia de Biomateriais na ETH Zurich, e a sua equipa, incluindo o Professor Ralph Müller da ETH, desenvolveram um hidrogel que integra a biologia no processo de reparação. «Para uma cicatrização adequada, é vital incorporar a biologia no processo de reparação», declarou Qin. O hidrogel, constituído por 97 por cento de água e 3 por cento de polímero biocompatível, replica a fase inicial suave e permeável da cicatrização óssea após a lesão. Forma um andaime temporário semelhante ao hematoma que permite a entrada de células imunes e de reparo e a entrega de nutrientes, transformando-se eventualmente em osso sólido. Duas moléculas especializadas permitem o controlo: uma liga as cadeias poliméricas e a outra solidifica o material quando exposto à luz. Wanwan Qiu, uma antiga aluna de doutoramento, projetou a molécula de ligação, observando: «Permite a estruturação rápida de hidrogéis na gama submicrométrica.» Utilizando pulsos de laser, a equipa imprime estruturas tão finas quanto 500 nanómetros a velocidades até 400 milímetros por segundo — um recorde mundial. Recriaram a rede trabecular do osso e túneis em nanoescala, com um osso do tamanho de um dado contendo 74 quilómetros desses canais. Testes laboratoriais demonstram biocompatibilidade, uma vez que as células formadoras de osso infiltram facilmente o hidrogel e produzem colagénio. O material base está patenteado e os investigadores planeiam estudos em animais com o AO Research Institute Davos para avaliar o desempenho in vivo. O trabalho é publicado em Advanced Materials.
