Novo adesivo tecidular imprimível promete prolongar a vida das próteses de titânio

As próteses de anca em titânio não duram para sempre: soltam-se gradualmente e, mais cedo ou mais tarde, perdem a aderência ao osso. Investigadores do Instituto Fraunhofer desenvolveram um adesivo para tecidos que pode ajudar a evitar a substituição precoce de próteses. O material biomimético e antimicrobiano é aplicado na superfície de titânio, que depois se liga ao osso e adere a ele naturalmente. O segredo está nas características inovadoras do adesivo, que imita a propriedade adesiva dos mexilhões e que pode ser impresso mesmo em curvas e superfícies irregulares.

Os mexilhões, uma dor de cabeça para os armadores, aderem fortemente aos cascos dos barcos. Para tal, utilizam uma proteína que contém o aminoácido dihidroxifenilalanina (também conhecido por DOPA). Os investigadores do Fraunhofer de Investigação de Polímeros Aplicados IAP, em conjunto com o Instituto Fraunhofer de Engenharia Interfacial e Biotecnologia IGB e com o Centro Fraunhofer para a Inovação no Fabrico CMI, dos EUA, desenvolveram um adesivo biomimético que emula esta propriedade. Distingue-se pelas suas notáveis propriedades adesivas e de ligação, que permitem a utilização em várias aplicações biomédicas, como o fecho de feridas abertas, por exemplo. Também pode ser aplicado em superfícies de implantes de titânio como adesivo, fazendo com que o corpo reconheça a superfície como uma substância semelhante ao osso.

“A DOPA garante a eficácia da adesão. Explorámos esta propriedade no nosso material adesivo sintetizando polímeros que contêm dopamina, um análogo químico da DOPA. O adesivo à base de dopamina pode ser misturado com vários aditivos, tais como partículas de apatite (uma substância que compõe os dentes), proteínas e moléculas de sinalização. Estas promovem o crescimento de células ósseas e podem ser utilizadas, por exemplo, para revestir implantes de titânio”, explica Wolfdietrich Meyer, um cientista do Fraunhofer IAP. O revestimento especial faz com que o implante pareça mais “natural” para o corpo, promovendo o processo de cicatrização e a integração do implante." O adesivo de base biológica, produzido de forma sustentável, tem também propriedades antimicrobianas.

Os polímeros dopaminérgicos não são apenas utilizados para a adesão de tecidos: podem também ser utilizados para desenvolver superfícies funcionalizadas, materiais antibacterianos e revestimentos inteligentes com funções especiais.

A funcionalidade do adesivo pode ser melhorada através de síntese química. Pode ser modificado para reagir à luz, de modo a endurecer quando exposto à luz UV. Este processo aumenta o seu efeito adesivo. Os materiais fotoreativos podem ser processados em impressão 3D utilizando radiação UV. Esta capacidade torna possível a construção de estruturas complexas para implantes médicos personalizados.

A equipa de investigação do Fraunhofer IAP e do IGB conseguiu tornar o adesivo imprimível através da reticulação dos polímeros. “Desenvolvemos efetivamente o material de impressão para a impressão 3D”, afirma Meyer. Uma bioimpressora foi utilizada para aplicar o material na haste tridimensional de titânio de uma articulação da anca no Fraunhofer USA Center for Manufacturing Innovation CMI, em Boston (EUA).

Em estudos futuros, os investigadores pretendem desenvolver soluções para ativar e desativar as propriedades adesivas. “Se o cirurgião colocou o adesivo numa área ligeiramente incorreta, tem de agir rapidamente para corrigir o seu erro e desativar o seu efeito adesivo”, explica o químico.