p Os engenheiros desenvolveram um novo material que imita a cartilagem humana - o sistema de lubrificação e absorção de choques do corpo, e pode anunciar o desenvolvimento de uma nova geração de rolamentos leves. p A cartilagem é um tecido fibroso mole encontrado ao redor das articulações que fornece proteção contra a carga compressiva gerada pela caminhada, correndo ou levantando. Ele também fornece uma proteção, camada lubrificante que permite aos ossos passarem uns sobre os outros sem atrito. Por anos, os cientistas vêm tentando criar um material sintético com as propriedades da cartilagem.

p A data, eles tiveram resultados mistos.

p Mas em um artigo publicado na revista Materiais Polímeros Aplicados , pesquisadores da University of Leeds e do Imperial College London anunciaram que criaram um material que funciona como a cartilagem.

p A equipe de pesquisa acredita que um material semelhante a cartilagem teria uma ampla gama de usos na engenharia.

p A cartilagem é um material poroso bifásico, o que significa que existe em fases sólidas e fluidas. Ele muda para a fase fluida ao absorver uma substância viscosa produzida nas articulações, chamada fluido sinovial. Este fluido não apenas lubrifica as articulações, mas quando mantido na matriz porosa da cartilagem, fornece uma almofada hidroelástica contra as forças de compressão.

p Porque a cartilagem é porosa, o líquido sinovial eventualmente é drenado e, ao fazer isso, ajuda a dissipar as forças de energia que viajam pelo corpo, proteger as articulações do desgaste e lesões por impacto. Neste ponto, a cartilagem retorna à sua fase de venda, pronto para o ciclo se repetir.

p Dr. Siavash Soltanahmadi, Bolsista de Pesquisa na Escola de Engenharia Mecânica de Leeds, quem liderou a pesquisa, disse:"Cientistas e engenheiros vêm tentando há anos desenvolver um material que tenha as propriedades incríveis da cartilagem. Agora desenvolvemos um material para aplicações de engenharia que imita algumas das propriedades mais importantes encontradas na cartilagem, e isso só foi possível porque encontramos uma maneira de imitar a maneira como a natureza o faz.

p "Existem muitas aplicações em engenharia para um material sintético que é macio, mas pode resistir a cargas pesadas com desgaste mínimo, como em rolamentos. Há potencial em toda a engenharia para um material que se comporta como cartilagem. "

p As tentativas anteriores de desenvolver um sistema de cartilagem sintética se concentraram no uso de hidrogéis, materiais que absorvem água. Os hidrogéis são bons para reduzir o atrito, mas têm um desempenho ruim quando submetidos à força de compressão.

p Um dos problemas é que leva tempo para o hidrogel retornar à sua forma normal depois de ter sido comprimido.

p Os pesquisadores superaram esse problema criando um material poroso sintético feito de um hidrogel mantido em uma matriz de polidimetilsiloxano ou PDMS - um polímero à base de silicone. A matriz mantém a forma do hidrogel.

p No papel, os cientistas relatam que o comportamento de carga do hidrogel retido na matriz PDMS foi de 14 a 19 vezes maior do que o hidrogel sozinho. O módulo de elasticidade de equilíbrio do compósito era de 452 kPa em uma faixa de deformação de 10% -30%, próximo aos valores relatados para o módulo de cartilagem testado.

p O hidrogel também forneceu uma camada lubrificante.

p Os cientistas acreditam que as aplicações futuras de um novo material baseado na função da cartilagem desafiariam muitos sistemas tradicionais de engenharia lubrificados a óleo.

p Dr. Michael Bryant, Professor Associado da Escola de Engenharia Mecânica, quem supervisionou a pesquisa, disse; "A capacidade de usar água como um lubrificante eficaz tem muitas aplicações, desde geração de energia até dispositivos médicos. No entanto, isso geralmente requer uma abordagem diferente em comparação com os sistemas de engenharia tradicionais que costumam usar lubrificantes à base de óleo e revestimentos de superfícies duras.

p "Este projeto nos ajudou a entender melhor esses requisitos e desenvolver novas ferramentas para atender a essa necessidade."

p O papel, Fabricação de Estruturas de Elastômero-Elastômero Inspirado por Hidrogel Inspirado em Cartilagem / Polímero Emaranhado Possuindo Propriedades Poroelásticas, é publicado no jornal Materiais Polímeros Aplicados .