p Ossos quebrados e substituições de articulações podem algum dia cicatrizar mais rápido, graças a um revestimento incomum para implantes médicos em desenvolvimento na The Ohio State University. p Os pesquisadores descobriram que as células ósseas crescem e se reproduzem mais rápido em uma superfície texturizada do que em uma lisa - e crescem melhor quando podem se agarrar a um tapete felpudo microscópico feito de minúsculos fios de óxido de metal.

p Em testes, os fios aumentaram o crescimento celular em quase 80 por cento em comparação com outras superfícies, o que sugere que o revestimento ajudaria o osso saudável a formar uma ligação forte com um implante mais rapidamente.

p Os engenheiros desenvolveram uma técnica acessível para criar os fios, que eles descrevem em um artigo na edição de julho de 2013 da revista Ceramics International .

p "O que é realmente empolgante sobre essa técnica é que não temos que esculpir os nanofios de uma peça sólida de metal ou liga. Podemos cultivá-los do zero, explorando a física e a química dos materiais, "disse o Sheik Akbar, professor de ciência de materiais e engenharia no estado de Ohio. "É por isso que chamamos nosso processo de 'nanoestruturas por design de material'."

p A equipe de Akbar (co-orientada por seu colega, Suliman Dregia, professor associado de ciência e engenharia de materiais) foi capaz de fazer crescer os fios adaptando a mistura de materiais e gases dentro de uma fornalha. Em temperaturas em torno de 1, 300 graus Fahrenheit, filamentos finos de dióxido de titânio surgiram de uma superfície lisa de titânio. Cada um era dezenas de milhares de vezes menor do que um fio de cabelo humano.

p Mas então algo incomum aconteceu que os engenheiros não conseguiram explicar. Cada fio desenvolveu uma camada protetora de óxido de alumínio em torno de si - como uma camada de casca de árvore em volta do tronco de uma árvore. O crescimento do revestimento pode fazer sentido, se o material no forno fosse uma liga de titânio que contivesse alumínio. Mas neste caso, os pesquisadores estavam trabalhando com titânio puro, portanto, não está claro como os fios cresceram com um revestimento de alumínio.

p "É estranho que não entendamos completamente por que esse processo funciona da maneira que funciona. Vamos ter que fazer uma microscopia sofisticada para descobrir isso, mas sabemos que os fios só se formam sob as condições certas, "Disse Akbar.

p Em testes, os pesquisadores cultivaram células de câncer ósseo em três superfícies diferentes:titânio liso, dióxido de titânio liso, e o tapete de nanofios. (Eles escolheram as células cancerosas porque as células são particularmente resistentes, e também se reproduzem da mesma forma que as células ósseas saudáveis.)

p A maior diferença no crescimento celular ocorreu nas primeiras 15 horas de teste, quando os pesquisadores mediram uma concentração 20 por cento maior da enzima de crescimento ósseo fosfatase alcalina sendo produzida pelas células que crescem nos nanofios. Ao final do estudo, havia cerca de 90, 000 células por centímetro quadrado na superfície do nanofio - 80 por cento mais do que 50, 000 células por centímetro quadrado em cada uma das outras duas superfícies.

p Co-autor do estudo Derek Hansford, professor associado de engenharia biomédica e ciência e engenharia de materiais, disse que o revestimento pode ajudar as pessoas que têm próteses de quadril e joelho, implantes dentários, ou ossos quebrados que requerem parafusos e placas para repará-los.

p "Nossa esperança é que este tratamento de superfície se torne uma modificação simples de implementar nos implantes de titânio para ajudá-los a formar uma interface mais forte com o tecido ósseo circundante. Uma interface mais forte significa que os implantes e os ossos serão mais capazes de compartilhar as cargas mecânicas, e podemos preservar melhor o osso saudável e o tecido mole ao redor do local do implante, "Hansford disse.

p Akbar acredita que o preço é justo para o desenvolvimento comercial. $ 100 em folhas de metal são suficientes para fazer centenas de amostras.

p O método para aumentar os fios também é extremamente simples. Além de definir a mistura certa de materiais e gases, envolve apenas apertar um botão para ligar o forno do laboratório.

p "Seriamente, se você passou o dia no meu laboratório, você poderia aprender como fazer isso sozinho, "Akbar disse.

p Ele e sua equipe agora estão explorando outras combinações de materiais e gases para criar diferentes formatos de nanopartículas para o crescimento celular e detecção química.