p Os químicos desenvolveram um nanomaterial que eles podem desencadear para mudar de forma - de folhas planas para tubos e de volta para folhas novamente - de uma forma controlável. o Jornal da American Chemical Society publicou uma descrição do nanomaterial, que foi desenvolvido na Emory University e tem potencial para uma variedade de aplicações biomédicas, desde a entrega de drogas de liberação controlada até a engenharia de tecidos. p O nanomaterial, que em forma de folha é 10, 000 vezes mais fino que a largura de um cabelo humano, é feito de colágeno sintético. O colágeno de ocorrência natural é a proteína mais abundante em humanos, tornando o novo material intrinsecamente biocompatível.

p "Ninguém fez colágeno anteriormente com as propriedades de mudança de forma de nosso nanomaterial, "diz Vincent Conticello, autor sênior da descoberta e professor Emory de química biomolecular. "Podemos convertê-lo de folhas em tubos e vice-versa simplesmente variando o pH, ou concentração de ácido, em seu ambiente. "

p O Emory Office of Technology Transfer solicitou uma patente provisória para o nanomaterial.

p Os primeiros autores da descoberta são Andrea Merg, um ex-pós-doutorado no laboratório Conticello que agora está na University of California Merced, e Gavin Touponse, que fez o trabalho como estudante de graduação em Emory e agora está cursando a faculdade de medicina em Stanford. O trabalho foi uma colaboração entre Emory e cientistas do Laboratório Nacional de Argonne, o Instituto Paul Scherrer em Villigen, Suíça, e o Center for Cellular Imaging and NanoAnalytics da University of Basel.

p O colágeno é a principal proteína estrutural do tecido conjuntivo do corpo, como cartilagem, ossos, tendões, ligamentos e pele. Também é abundante nos vasos sanguíneos, O intestino, músculos e em outras partes do corpo.

p Colágeno retirado de outros mamíferos, como porcos, às vezes é usado para cicatrização de feridas e outras aplicações médicas em humanos.

p O laboratório de Conticello é um entre apenas algumas dezenas ao redor do mundo focado no desenvolvimento de colágeno sintético adequado para aplicações em biomedicina e outras tecnologias complexas. Esses biomateriais sintéticos "projetados" podem ser controlados de maneiras que o colágeno natural não pode.

p "Já há 30 anos, tornou-se possível controlar a sequência de colágeno, "Conticello diz." O campo realmente ganhou força, Contudo, durante os últimos 15 anos devido aos avanços na cristalografia e microscopia eletrônica, o que nos permite analisar melhor as estruturas em nanoescala. "

p O desenvolvimento do novo nanomaterial que muda de forma em Emory foi "um acidente fortuito, "Conticello diz." Havia um elemento de sorte e um elemento de design. "

p A proteína de colágeno é composta por uma hélice tripla de fibras que se enrolam uma na outra como uma corda de três fios. Os fios não são flexíveis, eles são duros como lápis, e eles empacotam juntos em uma matriz cristalina.

p O laboratório Conticello trabalha com lâminas de colágeno desenvolvidas há uma década. "Uma folha é uma grande, cristal bidimensional, mas por causa da forma como os peptídeos empacotam, é como um monte de lápis agrupados, "Conticello explica." Metade dos lápis no pacote tem as pontas apontadas para cima e a outra metade tem a ponta da borracha apontando para cima. "

p Conticello queria tentar refinar as folhas de colágeno para que cada lado fosse limitado a uma funcionalidade. Para levar a analogia do lápis mais longe, uma superfície da folha seria todos os pontos de chumbo e a outra superfície seria todas as borrachas. O objetivo final era desenvolver lâminas de colágeno que pudessem ser integradas a um dispositivo médico, tornando uma superfície compatível com o dispositivo e a outra compatível com proteínas funcionais do corpo.

p Quando os pesquisadores projetaram esses tipos separados de superfícies em folhas únicas de colágeno, Contudo, eles ficaram surpresos ao saber que isso fazia com que as folhas se enrolassem como pergaminhos. Eles então descobriram que a transição de mudança de forma era reversível - eles podiam controlar se uma folha era plana ou enrolada simplesmente mudando o pH da solução em que estava. Eles também demonstraram que podiam ajustar as folhas para mudar de forma em níveis de pH específicos de uma forma que poderia ser controlada no nível molecular por meio do design.

p "É particularmente interessante que a condição em torno da qual ocorre a transição seja uma condição fisiológica, "Conticello diz." Isso abre o potencial para encontrar uma maneira de carregar um medicamento em um tubo de colágeno sob controle, condições de laboratório. O tubo de colágeno pode então ser ajustado para se desdobrar e liberar as moléculas da droga que contém depois de entrar no ambiente de pH de uma célula humana. "