Cientistas de Łukasiewicz desenvolveram hidrogéis feitos de polímeros naturais com capacidade de auto-reparação

Um novo tipo de hidrogel à base de polímeros naturais, criados, entre outros, a partir do amido, foi desenvolvido por cientistas do Instituto de Química Industrial de Łukasiewicz. Além disso, eles têm a capacidade de autorreparar sua estrutura em poucas horas após o dano, o que abre caminho para aplicações médicas.

A solução é a resposta dos pesquisadores aos desafios relacionados ao uso crescente de hidrogéis feitos de polímeros sintéticos - disse à PAP a Dra. Katarzyna Łęczycka-Wilk, da Seção de Biomateriais do Łukasiewicz, Instituto de Química Industrial, em homenagem ao professor Ignacy Mościcki.

Os hidrogéis em si, ela continuou, são redes poliméricas tridimensionais capazes de absorver (absorver) e reter (segurar) quantidades significativas de água ou fluidos biológicos sem perder sua integridade estrutural.

"Hidrogéis feitos de polímeros sintéticos são utilizados há anos em diversas indústrias – da medicina à cosmética – graças à sua flexibilidade e excelentes propriedades de absorção. Infelizmente, seu uso generalizado está associado a problemas ambientais e altos custos ecológicos. A maioria dos polímeros sintéticos não se decompõe naturalmente, o que leva ao acúmulo de resíduos. Além disso, sua produção está frequentemente associada à emissão de substâncias tóxicas e ao alto consumo de matérias-primas não renováveis, como o petróleo bruto", explicou o cientista, que atua no desenvolvimento e na pesquisa de materiais poliméricos modernos, em particular hidrogéis e biocompósitos, para aplicações em medicina, cosmética, agricultura e proteção ambiental.

Esses materiais modernos desenvolvidos pelos pesquisadores de Łukasiewicz são feitos de matérias-primas vegetais – amido e glucomanano, o que os torna totalmente renováveis ​​e biodegradáveis.

Katarzyna Łęczycka-Wilk relatou que os novos hidrogéis podem absorver até 35 vezes mais água do que pesam. "Condições alcalinas aumentam ainda mais essa capacidade, enquanto a adição de ácido cítrico reduz o grau de intumescimento, ao mesmo tempo que fortalece a estrutura do material, atuando como um agente de reticulação", destacou.

"Além disso, os hidrogéis têm uma capacidade única de autorreparação: eles podem reconstruir sua estrutura em apenas algumas horas após serem danificados, o que os torna excepcionalmente duráveis ​​e confiáveis ​​em aplicações médicas", acrescentou o cientista.

Por sua vez, graças à presença de aditivos bioativos, os hidrogéis apresentam propriedades higienizantes, protegendo contra microrganismos e auxiliando na cicatrização de feridas. "A maior atividade antioxidante foi observada em hidrogéis com adição de DES (solventes eutéticos profundos) hidrofóbicos à base de mentol, timol e vanilina. Esses materiais também se caracterizam pela alta estabilidade térmica – a uma temperatura de 150 graus Celsius, a massa do hidrogel é reduzida em apenas 5%", relatou o pesquisador.

Os hidrogéis autocicatrizantes, graças às suas propriedades, podem ser usados, entre outros, como curativos inteligentes para cicatrização de feridas que reconstroem automaticamente sua integridade após danos, fornecendo proteção contínua e um microambiente ideal para a regeneração do tecido; implantes biocompatíveis que se adaptam às condições fisiológicas; transportadores de medicamentos de liberação controlada que permitem a administração precisa de substâncias terapêuticas em resposta a estímulos biológicos ou mecânicos; ou materiais usados ​​na engenharia de tecidos que dão suporte a processos regenerativos imitando as propriedades da matriz extracelular e estimulando a proliferação celular.

Além disso, Katarzyna Łęczycka-Wilk enfatizou que os hidrogéis à base de polímeros naturais são biodegradáveis, biocompatíveis e se enquadram nos pressupostos da economia circular. "Sua produção permite limitar o uso de matérias-primas não renováveis ​​e reduzir a emissão de substâncias nocivas, ao mesmo tempo em que oferece uma nova qualidade no tratamento de feridas, cosméticos e outras aplicações biomédicas", indicou.

Como o pesquisador destacou, "atualmente, um intenso trabalho laboratorial está em andamento, no qual as propriedades físico-químicas e funcionais do hidrogel estão sendo testadas". Os pesquisadores estão trabalhando na criação de um protótipo que, no futuro, poderá ter aplicação, entre outras, em curativos médicos. (PAP)

Ciência na Polônia

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