Uma maneira nova e simples de controlar a viscosidade de adesivos médicos usando ultrassom elimina a necessidade de usar quaisquer produtos químicos potencialmente tóxicos para aumentar a bioadesão. A técnica, desenvolvida por pesquisadores do McGill University no Canadá e ETH Zurich na Suíça, poderá revelar-se inestimável para aplicações como reparação de tecidos, cicatrização de feridas, dispositivos eletrónicos vestíveis e distribuição de medicamentos.
Bandagens e emplastros geralmente não aderem bem à pele molhada. O ultrassom pode ajudar a superar esse problema, não apenas na pele, mas em muitos outros tecidos, incluindo membranas mucosas e aorta, explica o autor principal. Zhenwei Ma, agora na Universidade de Harvard e na Universidade da Colúmbia Britânica.
Em seu trabalho, os pesquisadores usaram microbolhas induzidas por ultrassom de baixa frequência para tornar os adesivos mais pegajosos. As ondas “fervem” localmente o líquido num primer adesivo espalhado sobre o substrato tecidual (uma solução contendo quitosana, gelatina ou celulose), formando bolhas de vapor que crescem e colapsam violentamente em direção à superfície do tecido. “Em seguida, foram aplicados adesivos de hidrogel feitos de poliacrilamida ou poli(N-isopropilacrilamida) combinados com alginato na região tratada para obter forte adesão”, explica Ma.
“Esse movimento resulta em interações mecânicas que empurram transitoriamente os adesivos para a pele e outros tecidos para uma bioadesão mais forte”, diz Ma. Mundo da física. “Ao simplesmente ajustar a intensidade do ultrassom e manobrar a sonda de ultrassom usada para criar as bolhas, podemos controlar – com muita precisão – a aderência das bandagens adesivas.”
Os pesquisadores testaram sua técnica em tecidos de ratos e porcos. Eles descobriram que o ultrassom amplificou a energia de adesão entre o tecido e o hidrogel em até 100 vezes e aumentou o limiar de fadiga interfacial entre os dois em 10 vezes. Na verdade, eles mediram energias de adesão superiores a 2000 J/m2 para pele, em torno de 295 J/m2 para mucosa bucal e em torno de 297 J/m2 para aorta. Em comparação, as energias de adesão para hidrogéis não submetidos a ultrassom foram de aproximadamente 50, 12 e 17 J/m2, Respectivamente.
Cavitação induzida por ultrassom
Os cálculos de modelagem teórica da equipe sugerem que o principal mecanismo subjacente a essa bioadesão é a cavitação induzida por ultrassom, que impulsiona e imobiliza os primers de ancoragem no tecido. É o entrelaçamento mecânico e a interpenetração dessas âncoras que, em última análise, produz uma forte adesão entre o hidrogel e o tecido, sem a necessidade de ligação química.
O adesivo de ultrassom fornece imagens contínuas de órgãos internos
Os adesivos também poderiam ser usados para administrar medicamentos através da pele. “Esta tecnologia de mudança de paradigma terá grandes implicações em muitos ramos da medicina”, diz Ma. “Estamos muito entusiasmados em traduzir esta tecnologia para aplicações em clínicas de reparo de tecidos, terapia de câncer e medicina de precisão.”
Além da controlabilidade sem precedentes da força de bioadesão, os pesquisadores afirmam que sua técnica permitirá a utilização de muito mais tipos de materiais como curativos, emplastros e interfaces com tecidos biológicos. Isto irá inevitavelmente expandir as áreas potenciais de aplicação, dizem eles.
Os pesquisadores relatam seu trabalho em Ciência.
