Crédito:Cell Reports Physical Science por Cell Press.
Os materiais poliméricos desempenham um papel vital na medicina de hoje. Embora muitos aplicativos exijam dispositivos de longa duração, outros se beneficiam de materiais que se desintegram quando o trabalho é concluído. O projeto de tais materiais depende muito da capacidade de prever seu comportamento de degradação.
Uma equipe de pesquisadores do Helmholtz-Zentrum Geesthacht liderada pelo Prof. Andreas Lendlein estabeleceu um método para prever de forma mais rápida e confiável a degradação desses materiais poliméricos com arquiteturas moleculares sofisticadas. Os resultados foram divulgados hoje na primeira edição da revista. Cell Reports Physical Science .
Com a chamada técnica de Langmuir, os autores transferem o material para um sistema 2-D, e assim contornar os complexos processos de transporte que influenciam a degradação de objetos tridimensionais. Eles criaram modelos analíticos que descrevem diferentes arquiteturas de polímeros que são de particular interesse para o projeto de implantes multifuncionais e determinaram os parâmetros cinéticos que descrevem a degradação desses materiais.
Na próxima etapa, os cientistas querem usar esses dados para realizar simulações de computador da decomposição de dispositivos de polímero terapêutico. As autoridades reguladoras já prescrevem simulações de computador do desempenho de tais dispositivos, por exemplo, para alguns stents. As percepções obtidas pelos estudos de degradação 2-D certamente melhorarão essas simulações. Ao introduzir um método para compreender e prever rapidamente a degradação de materiais poliméricos, os pesquisadores do HZG estão contribuindo substancialmente para estabelecer sistemas inovadores, polímeros multifuncionais para medicina regenerativa.
Os materiais que permitem a implementação de várias funções, como liberação de drogas ou recursos de mudança de forma em dispositivos de polímero degradáveis, têm arquiteturas moleculares sofisticadas. O estudo de seu comportamento de degradação em monocamadas na interface ar-água permite uma avaliação rápida e direta da evolução das propriedades do material. Os insights obtidos por esta ferramenta preditiva apontam para princípios de design para a próxima geração de dispositivos multifuncionais. Crédito:HZG / Institute of Biomaterial Science
Antecedentes - Biomateriais multifuncionais
Uma implementação de degradabilidade pode ser especialmente útil para implantes como suturas ou grampos. Esses objetos são necessários apenas temporariamente como suporte mecânico. Espera-se que os futuros implantes médicos realizem tarefas muito mais complexas. Esses dispositivos degradáveis serão, por exemplo, capazes de ser programados em uma forma comprimida e, desta forma, implantáveis por técnicas minimamente invasivas, liberar uma droga que apóia o processo de cura, recrutar as células certas para sua superfície e relatar o progresso da recuperação. Aqui, a degradação é apenas uma das várias funções integradas nos materiais. Ainda, degradação é altamente crítica, porque muda o material em um nível molecular. Para implementar várias funções em um material, sua estrutura molecular é projetada de uma forma distinta, forma frequentemente complexa. Compreender como a degradação afeta essa arquitetura molecular é a chave para garantir que todas as funções sejam executadas conforme pretendido. O método de camada fina apresentado no estudo pode ter um papel transformador para projetar esses polímeros degradáveis.
