Pesquisadores da Faculdade de Engenharia e Ciência da Computação desenvolveram um material - um novo tipo de polímero de memória de forma (SMP) - que pode ter implicações importantes para a saúde.

SMPs são suaves, borrachento, Materiais "inteligentes" que podem mudar de forma em resposta a estímulos externos, como mudanças de temperatura ou exposição à luz. Eles podem manter cada forma indefinidamente e voltar quando acionados para isso.

Os SMPs têm muitas aplicações biomédicas em potencial. Por exemplo, eles são ideais como stents cardiovasculares porque podem ter uma forma para inserção cirúrgica e outra quando posicionados em um vaso sanguíneo. O calor do corpo do paciente é tudo o que é necessário para desencadear a mudança de forma.

Junto com colaboradores da Bucknell University, Os pesquisadores da Syracuse University desenvolveram um SMP que pode mudar sua forma em resposta à exposição a enzimas e é compatível com células vivas. Não requer gatilho adicional, como uma mudança na temperatura. Dadas essas propriedades, pode responder à atividade celular como a cura.

"A sensibilidade enzimática do material permite que ele responda diretamente ao comportamento celular, "explica o candidato a Ph.D. em engenharia biomédica Shelby L. Buffington." Por exemplo, você poderia colocá-lo sobre uma ferida, e como o tecido o remodelou e degradou, o SMP lentamente fecharia a ferida. Ele poderia ser adaptado para desempenhar um papel no tratamento de infecções e câncer, ajustando a química do material. "

A equipe de pesquisa inclui Buffington, Justine E. Paul '18, bioengenharia junior Mark M. Macios, Professor James H. Henderson e Patrick T. Mather de Bucknell e Matthew M. Ali Ph.D. '18. Sua pesquisa, "Polímeros de memória de forma ativados enzimaticamente, "foi publicado em Acta Biomaterialia em janeiro.

A equipe criou o material usando um processo chamado eletrofiação dupla, em que uma corrente de alta voltagem é aplicada a duas pontas de agulha que bombeiam duas soluções de polímero separadas. A tensão retira as fibras poliméricas, e eles são misturados em uma esteira de polímero de fibra. A combinação adequada de fibras confere ao material suas qualidades de memória de forma.

Detalhado em seu artigo, as equipes analisaram as propriedades do material, desempenho da memória de forma e citocompatibilidade. Seus experimentos demonstraram com sucesso que a forma original do SMP pode ser recuperada por meio de um grau de reversão, ou degradação, da fase de fixação da forma.

Hoje, a equipe de pesquisa está examinando seu SMP em culturas de células de câncer e macrófagos. Eles esperam que, com pesquisas adicionais, eles descobrirão usos práticos para seu material usando concentrações mais baixas de enzimas, produzido por atividade celular menos extrema.

"Prevemos que os materiais que estamos desenvolvendo possam ter ampla aplicação na área de saúde. Por exemplo, nossos SMPs podem ser usados ​​em drogas que só são ativadas quando as células ou órgãos alvo estão no estado fisiológico desejado, em andaimes que orientam a regeneração do tecido em resposta ao comportamento do próprio tecido em regeneração, e em biossensores de tomada de decisão que orientam o tratamento do paciente de forma mais eficaz, "Henderson diz." Estamos muito entusiasmados por ter alcançado esses primeiros SMPs com resposta enzimática. "