Cientistas fabricam compósitos que combinam alta resistência e bioatividade inspirados no osso cortical
Como fabricar os compósitos nHA/PEKK. Crédito:Zhongyi Wang Os pesquisadores criaram andaimes com resistência aprimorada, fabricando nano hidroxiapatita modificada com polidopamina a 20% em volume (pDA-nHA), apresentando uma estrutura lamelar distinta. Esses andaimes foram então imersos em um sistema de síntese de polietercetonacetona (PEKK) para reforço, oferecendo uma abordagem inovadora para aumentar a robustez mecânica do material e aumentar a bioatividade do PEKK.
A nano hidroxiapatita (nHA), o principal componente inorgânico do osso amplamente utilizado na engenharia de tecidos ósseos, sofre de propriedades mecânicas pobres quando usada isoladamente. Por outro lado, a polietercetonacetona (PEKK), um polímero de alto desempenho aprovado pela Food and Drug Administration (FDA) dos EUA e utilizado em odontologia e ciência de biomateriais, luta contra a bioinércia, afetando suas aplicações na osteogênese.
Em um estudo publicado na revista Supramolecular Materials , pesquisadores da Universidade de Sichuan, na China, introduziram compósitos pDA-nHA/PEKK que combinam alta resistência e bioatividade.
“A combinação ideal de nHA e PEKK pode alcançar maiores propriedades mecânicas e bioatividade”, diz o autor principal Zhongyi Wang. "No entanto, as técnicas convencionais de mistura por fusão muitas vezes resultam em resistência enfraquecida devido à aglomeração de nanopartículas e à falta de ligações químicas entre os constituintes inorgânicos e orgânicos."
Para isso, a equipe inspirou-se na estrutura do osso cortical. Ao empregar a tecnologia de fundição por congelamento, os pesquisadores imitaram a estrutura hierárquica do osso, que é conhecida por sua rigidez e resistência excepcionais. Esta técnica permitiu-lhes produzir materiais hierárquicos complexos.
A nova abordagem, caracterizada pela polimerização in situ de PEKK, resultou no desenvolvimento de estruturas pDA-nHA com capacidades osteoindutoras melhoradas e resistência mecânica suplementada através de PEKK.
O correspondente Haiyang Yu destacou este desenvolvimento como um avanço em materiais supramoleculares, superando as capacidades de resistência dos métodos atuais. Yu espera que sua abordagem à arquitetura hierárquica e à polimerização in-situ inspire novas descobertas científicas.
