p A engenharia de tecidos há muito depende de estruturas geometricamente estáticas semeadas com células em laboratório para criar novos tecidos e até mesmo órgãos. O material de andaime - geralmente uma estrutura de polímero biodegradável - é fornecido com células e as células, se fornecido com os nutrientes certos, em seguida, se desenvolvem em tecido à medida que a estrutura subjacente se biodegrada. Mas esse modelo ignora os processos morfológicos extraordinariamente dinâmicos que fundamentam o desenvolvimento natural dos tecidos. p Agora, pesquisadores da University of Illinois Chicago desenvolveram novos hidrogéis 4-D - materiais 3-D que têm a capacidade de mudar de forma ao longo do tempo em resposta a estímulos - que podem se transformar várias vezes de forma pré-programada ou sob demanda em resposta a estímulos externos sinais de gatilho.

p Em um novo Ciência Avançada estude, os pesquisadores da UIC, liderado por Eben Alsberg, mostram que esses novos materiais podem ser usados ​​para ajudar a desenvolver tecidos que se assemelham mais a suas contrapartes naturais, que estão sujeitos a forças que impulsionam o movimento durante sua formação.

p "Os hidrogéis podem ser programados ou induzidos a sofrer várias mudanças de forma controláveis ​​ao longo do tempo. Essa estratégia cria condições experimentais para imitar parcialmente ou estimular as mudanças contínuas de forma diferente que os tecidos em desenvolvimento ou em cicatrização sofrem, e pode nos permitir estudar a morfogênese e também nos ajudar a projetar arquiteturas de tecidos que se assemelham mais aos tecidos nativos, "disse Alsberg, o professor de Engenharia Biomédica Richard e Loan Hill e autor correspondente no artigo.

p O novo material é feito de diferentes hidrogéis que aumentam de volume ou encolhem em diferentes taxas e extensões em resposta à água ou à concentração de cálcio. Ao criar padrões de camadas complexos, os pesquisadores podem guiar o material de conglomerado para dobrar de uma forma ou de outra conforme as camadas aumentam e / ou encolhem.

p "Podemos mudar a forma desses materiais ajustando, por exemplo, a quantidade de cálcio presente, "disse Alsberg, que também é professor de ortopedia, Farmacologia e Engenharia Mecânica e Industrial na UIC.

p Em seus experimentos, os pesquisadores conseguiram fazer com que o hidrogel se formasse em bolsas semelhantes aos alvéolos, as minúsculas estruturas semelhantes a bolsas no pulmão, onde ocorre a troca gasosa.

p Os hidrogéis de Alsberg não são apenas capazes de mudar sua arquitetura várias vezes, mas também são altamente citocompatíveis, o que significa que eles podem ter células incorporadas e as células permanecerem vivas - algo que muitos materiais 4-D existentes são incapazes de fazer.

p "Estamos realmente ansiosos para expandir os limites do que nossos sistemas de hidrogel exclusivos podem fazer em termos de engenharia de tecidos, "disse Aixiang Ding, associado de pesquisa de pós-doutorado na UIC e co-autor do artigo. Oju Jeon da UIC, professor de pesquisa, também é co-primeiro autor.