p O desenvolvimento de uma nova geração de músculos artificiais e nanorrobôs suaves para entrega de drogas são alguns dos objetivos de longo prazo de 4D-BIOMAP, um projeto de pesquisa ERC realizado pela Universidade Carlos III de Madrid (UC3M). Este projeto desenvolve metodologias biomagneto-mecânicas transversais para estimular e controlar processos biológicos, como migração e proliferação celular, a resposta eletrofisiológica do organismo, e a origem e desenvolvimento de patologias de tecidos moles. p "A ideia geral deste projeto de pesquisa é influenciar diferentes processos biológicos no nível celular (ou seja, cicatrização de feridas, sinapses cerebrais ou respostas do sistema nervoso), desenvolvendo aplicações de engenharia oportunas, "explica o principal pesquisador de 4D-BIOMAP, Daniel García González do Departamento de Mecânica Contínua e Análise Estrutural da UC3M.

p Os chamados polímeros magneto-ativos estão revolucionando os campos da mecânica dos sólidos e da ciência dos materiais. Esses compósitos consistem em uma matriz polimérica (isto é, um elastômero) que contém partículas magnéticas (isto é, ferro) que reagem mecanicamente mudando sua forma e volume. “A ideia é que a aplicação de um campo magnético externo acarrete forças internas no material. Essas forças resultam em alterações em suas propriedades mecânicas, tais como rigidez ou mesmo mudanças de forma e volume que podem interagir com os sistemas celulares '", explica Daniel García González. O pesquisador publicou recentemente um artigo científico na Composites Parte B:Engenharia sobre este tema com seus colegas do Departamento de Análise Estrutural da UC3M e do Departamento de Bioengenharia e Engenharia Aeroespacial. Nesta colaboração transversal, motivado em experimentos originais, eles propõem um modelo que fornece orientação teórica para projetar sistemas estruturais magneto-ativos que podem ser aplicados na estimulação da cicatrização de feridas epiteliais.

p A resposta magneto-mecânica é determinada pelas propriedades do material da matriz polimérica e das partículas magnéticas. Se esses processos forem controlados, outras aplicações de engenharia podem ser desenvolvidas, como robôs suaves que podem interagir com o corpo ou uma nova geração de músculos artificiais, observa o pesquisador, que explica o potencial dessa tecnologia com uma comparação:"Imaginemos alguém que está na praia e quer dar um passo à frente rapidamente. No entanto, a areia (o ambiente mecânico) torna um pouco mais difícil para eles se moverem para frente do que se estivessem no asfalto ou em uma pista de atletismo. De forma similar, no nosso caso, se uma célula está em um substrato que é muito mole, isso tornará mais difícil movê-lo. Então, se formos capazes de alterar esses substratos e criar essa pista de atletismo para as células, faremos com que todos esses processos se desenvolvam de forma mais eficiente. "

p 4D-BIOMAP (estimulação biomecânica baseada em polímero magneto-ativo impresso 4D) é um projeto de cinco anos financiado com 1,5 milhões de euros pelo Conselho Europeu de Pesquisa através de uma bolsa inicial ERC dentro do Programa Quadro de Pesquisa e Inovação, Horizonte 2020 (GA 947723). Este projeto de pesquisa está sendo abordado a partir de uma perspectiva multidisciplinar, envolvendo conhecimento de disciplinas como mecânica sólida, magnetismo, e bioengenharia. Além disso, computacional, experimental, e metodologias teóricas serão combinadas.