Fita dupla face inspirada em aranhas substitui suturas cirúrgicas

Para imitar o mecanismo das teias de aranha em um adesivo artificial, os pesquisadores projetaram um material que primeiro absorve a água dos tecidos úmidos e depois liga rapidamente os dois tecidos.
[Imagem: Felice Frankel]

Cola de aranha

Inspirados por uma substância pegajosa que as aranhas usam para capturar suas presas, engenheiros do MIT projetaram uma fita dupla face que pode selar rapidamente os tecidos do corpo humano.

Em testes em ratos e tecidos de porcos, os pesquisadores demonstraram que sua nova fita pode unir tecidos - como pulmões e intestinos - em apenas cinco segundos.

A fita dupla face também pode ser usada para conectar dispositivos médicos implantáveis aos tecidos, incluindo o coração. Além disso, ela funciona muito mais rápido do que as colas cirúrgicas tradicionais, que geralmente levam alguns minutos para se prenderem firmemente e podem pingar em outras partes do corpo.

A equipe espera que essa fita possa ser usada no lugar das atuais suturas cirúrgicas, que não funcionam bem em todos os tecidos e podem causar complicações em alguns pacientes.

"São mais de 230 milhões de cirurgias de grande porte em todo o mundo por ano, e muitas delas requerem suturas para fechar a ferida, o que pode realmente causar estresse nos tecidos e causar infecções, dor e cicatrizes. Estamos propondo uma abordagem fundamentalmente diferente para o selamento de tecidos," diz o professor Xuanhe Zhao.

Adesivo biológico natural

A formação de uma vedação perfeita entre os tecidos biológicos é considerada muito difícil porque a água na superfície dos tecidos interfere na adesão. As colas cirúrgicas existentes difundem moléculas adesivas através da água entre as duas superfícies para uni-las, mas esse processo pode levar vários minutos ou até mais.

Para criar uma fita dupla face que pudesse juntar rapidamente duas superfícies úmidas, a equipe se inspirou no mundo natural - especificamente, no material pegajoso que as aranhas usam para capturar suas presas em condições úmidas. Essa cola de aranha inclui polissacarídeos eletricamente carregados que podem absorver a água da superfície de um inseto quase instantaneamente, criando um pequeno pedaço seco ao qual a cola pode aderir.

Para imitar esse mecanismo em um adesivo artificial, os pesquisadores projetaram um material que primeiro absorve a água dos tecidos úmidos e depois liga rapidamente os dois tecidos. Para absorção de água, eles usaram ácido poliacrílico, um material muito absorvente usado em fraldas. Assim que a fita é aplicada, ela aspira água, permitindo que o ácido poliacrílico forme rapidamente ligações fracas de hidrogênio com os dois tecidos.

Essas ligações de hidrogênio e outras interações fracas mantêm temporariamente a fita e os tecidos no lugar, enquanto grupos químicos chamados ésteres NHS (N-hidroxissuccinimida), incorporados no ácido poliacrílico, formam ligações muito mais fortes, chamadas ligações covalentes, com proteínas no tecido. Isso leva cerca de cinco segundos.

Até cura natural

Para tornar a fita resistente o suficiente para durar dentro do corpo, dando tempo para uma recomposição definitiva natural, os pesquisadores incorporaram gelatina ou quitosana (um polissacarídeo rígido encontrado nas cascas de insetos). Esses polímeros permitem que o adesivo mantenha sua forma por longos períodos de tempo.

Dependendo da aplicação para a qual a fita está sendo usada, é possível controlar a rapidez com que ela se decompõe dentro do corpo variando seus ingredientes. A gelatina tende a se decompor dentro de alguns dias ou semanas no corpo humano, enquanto a quitosana pode durar mais, um mês ou até um ano.