p Os géis são formados pela mistura de polímeros em fluidos para criar substâncias pegajosas, úteis para tudo, desde segurar o cabelo no lugar até permitir que lentes de contato flutuem sobre o olho. p Os pesquisadores querem desenvolver géis para aplicações na área de saúde, misturando compostos medicinais, e dar injeções aos pacientes para que o gel libere o ingrediente farmacêutico ativo durante um período de meses para evitar picadas de agulha semanais ou diárias.

p Mas ficar no caminho é um problema que é tão facilmente compreensível quanto a diferença entre usar gel de cabelo na praia e em uma nevasca - o calor e o frio mudam o caráter do gel.

p "Podemos fazer géis com as propriedades corretas de liberação lenta em temperatura ambiente, mas uma vez que os injetamos, o calor do corpo os dissolvia rapidamente e liberava os medicamentos muito rapidamente, "disse Eric Appel, professor assistente de ciência e engenharia de materiais.

p Em um artigo publicado em 2 de fevereiro na revista Nature Communications , Appel e sua equipe detalham seu primeiro passo bem-sucedido para tornar os resistentes à temperatura, géis injetáveis ​​com uma mistura projetada para dobrar habilmente as leis da termodinâmica.

p Appel explicou a ciência por trás dessa quebra de regra com uma analogia para fazer gelatina:os ingredientes sólidos são despejados na água, então aquecido e mexido para misturar bem. Conforme a mistura esfria, a gelatina se solidifica à medida que as moléculas se unem. Mas se a gelatina for reaquecida, o sólido se reliquefaz.

p O exemplo Jello ilustra a interação entre dois conceitos termodinâmicos - entalpia, que mede a energia adicionada ou subtraída de um material, e entropia, que descreve como as mudanças de energia tornam um material mais ou menos ordenado no nível molecular. Appel e sua equipe tiveram que fazer uma gelatina medicinal que não derretia, perdendo assim suas propriedades de liberação de tempo, quando o sólido frio foi aquecido pelo corpo.

p Para conseguir isso, a equipe de Stanford criou um gel feito de dois ingredientes sólidos - polímeros e nanopartículas. Os polímeros eram longos, fios de espaguete que têm uma propensão natural para se enredar, e as nanopartículas, apenas 1/1000 da largura de um cabelo humano, encorajou essa tendência. Os pesquisadores começaram dissolvendo separadamente os polímeros e as partículas em água e, em seguida, misturando-os. À medida que os ingredientes misturados começaram a se unir, os polímeros enrolados firmemente em torno das partículas. "Chamamos isso de nosso velcro molecular, "disse o primeiro autor Anthony Yu, que fez o trabalho como estudante de graduação em Stanford e agora é bolsista de pós-doutorado no MIT.

p A poderosa afinidade entre os polímeros e as partículas espremeu as moléculas de água que haviam sido presas entre eles, e quanto mais polímeros e partículas congelam, a mistura começou a gelificar à temperatura ambiente. Crucialmente, este processo de gelificação foi alcançado sem adição ou subtração de energia. Quando os pesquisadores expuseram este gel à temperatura do corpo (37,5 C), ele não se liquefez como os géis comuns porque o efeito Velcro molecular possibilitou a entropia e entalpia - ordem e mudança de temperatura, respectivamente - para permanecer aproximadamente em equilíbrio de acordo com a termodinâmica.

p Appel disse que vai dar mais trabalho para tornar os injetáveis, géis de liberação prolongada seguros para uso humano. Embora os polímeros nesses experimentos fossem biocompatíveis, as partículas eram derivadas de poliestireno, que é comumente usado para fazer talheres descartáveis. Seu laboratório já está tentando fazer esses géis termodinamicamente neutros com componentes totalmente biocompatíveis.

p Se eles forem bem sucedidos, um gel de liberação prolongada pode ser valioso para fornecer tratamentos antimaláricos ou anti-HIV em áreas com poucos recursos, onde é difícil administrar os remédios de curta ação atualmente disponíveis.

p "Estamos tentando fazer um gel que você possa injetar com um alfinete, e então você teria uma pequena bolha que se dissolvia muito lentamente por três a seis meses para fornecer terapia contínua, "Appel disse." Isso seria uma virada de jogo para a luta contra doenças críticas em todo o mundo. "