Os pesquisadores descobriram um método eficiente e fácil de usar para unir géis e tecidos biológicos. Uma equipe de pesquisadores franceses conseguiu obter uma adesão muito forte entre dois géis, espalhando em sua superfície uma solução contendo nanopartículas. Até agora, não havia nenhum método inteiramente satisfatório de obtenção de adesão entre dois géis ou dois tecidos biológicos. Publicado online em Natureza em 11 de dezembro de 2013, este trabalho pode abrir caminho para inúmeras aplicações médicas e industriais.

Os géis são materiais compostos principalmente por um líquido, por exemplo água, dispersos em uma rede molecular que lhes dá solidez. Os exemplos de géis em nosso dia a dia são numerosos:gelatina usada em sobremesas, Geléia de groselha, lentes de contato ou a parte absorvente de fraldas infantis. Tecidos biológicos, como pele, músculos e órgãos têm fortes semelhanças com géis, mas, até agora, colar esses materiais cheios de líquido, macios e escorregadios, usando adesivos normalmente compostos de polímeros, era uma tarefa aparentemente impossível.

Leibler é reconhecido por inventar materiais totalmente originais, combinando real interesse industrial com profundos conceitos teóricos. O trabalho que realizou em colaboração com Alba Marcellan e seus colegas do Laboratoire Matière Molle et Chimie (CNRS / ESPCI ParisTech) e do Laboratoire Physico-Chimie des Polymères et Milieux Dispersés (CNRS / UPMC / ESPCI ParisTech) resultou em um romance ideia:colar géis espalhando uma solução de nanopartículas em sua superfície.

O princípio é o seguinte:as nanopartículas da solução se ligam à rede molecular do gel, um fenômeno conhecido como adsorção e, ao mesmo tempo, a rede molecular une as partículas. Desta maneira, as nanopartículas estabelecem inúmeras conexões entre os dois géis.

Com seus colegas do Laboratoire Matière Molle et Chimie, ele desenvolveu borrachas supramoleculares capazes de autocura através de um simples contato, depois de ser cortado em pedaços. Ele também inventou uma nova classe de materiais orgânicos conhecidos como vitrímeros. Reparável e reciclável, esses materiais, como vidro, pode ter a forma desejada e de maneira reversível, enquanto permanece insolúvel, leve e forte. Método revolucionário para colar géis - e o processo de adesão de tecidos biológicos leva apenas alguns segundos. O método não requer a adição de polímeros e não envolve nenhuma reação química.

Uma solução aquosa de nanopartículas de sílica, um composto que está prontamente disponível e amplamente utilizado na indústria, particularmente como um aditivo alimentar, torna possível colar todos os tipos de gel, mesmo quando não têm a mesma consistência ou as mesmas propriedades mecânicas. Além da rapidez e simplicidade de uso, a adesão fornecida pelas nanopartículas é forte, pois a junção geralmente resiste à deformação melhor do que o próprio gel. Além de oferecer excelente resistência à imersão em água, a adesão também é autorreparadora:duas peças que se descolaram podem ser reposicionadas e coladas novamente sem adicionar nanopartículas. Nanopartículas de sílica não são os únicos materiais que apresentam essas propriedades. Os pesquisadores obtiveram resultados semelhantes usando nanocristais de celulose e nanotubos de carbono.

Finalmente, para ilustrar o potencial desta descoberta no campo dos tecidos biológicos, os pesquisadores colaram com sucesso dois pedaços de fígado de bezerro cortado com um bisturi usando uma solução de nanopartículas de sílica.

Esta descoberta abre novas aplicações e áreas de pesquisa, particularmente nas áreas médica e veterinária e especialmente em cirurgia e medicina regenerativa. Pode ser possível, por exemplo, usar este método para colar pele ou órgãos submetidos a uma incisão ou lesão profunda. Além disso, este método pode ser de interesse para as indústrias de processamento de alimentos e cosméticos, bem como para os fabricantes de próteses e dispositivos médicos (bandagens, patches, hidrogéis, etc.).