Cartilagem artificial de cristal líquido imita cartilagem natural

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Biomimetismo

Os tecidos biológicos evoluíram ao longo de milênios para serem perfeitamente otimizados para suas funções específicas.

A cartilagem é um exemplo clássico: É um tecido elástico, acomodável, macio o suficiente para funcionar como amortecedor nas articulações, mas forte o bastante para resistir à compressão e suportar a carga substancial dos nossos corpos.

Infelizmente ela se degrada, e ainda não existem formas de substituir a cartilagem natural – por enquanto.

Nicholas Traugutt e colegas da Universidade do Colorado, nos EUA, foram buscar no material usado nas telas de TV e celular um caminho para construir materiais que correspondam às propriedades e comportamentos dos tecidos biológicos.

Eles conseguiram imprimir em 3D uma estrutura de treliça porosa e complexa – que podem finalmente imitar a cartilagem e outros tecidos biológicos – usando elastômeros de cristal líquido.

Cristal líquido

Os elastômeros de cristal líquido são materiais macios e multifuncionais, conhecidos por sua elasticidade e extraordinária capacidade de dissipar energia.

“Todo o mundo já ouviu falar dos cristais líquidos porque você os observa na tela do seu celular. E você provavelmente já ouviu falar de polímeros de cristal líquido, porque é exatamente isso que o Kevlar é. Nosso desafio era transformá-los em polímeros moles, como elastômeros, para usá-los como amortecedores. É aí que você desce pelas camadas da complexidade,” disse o professor Christopher Yakacki.

Ocorre que os elastômeros de cristal líquido são difíceis de manipular. Até agora, o que se conseguiu foi criar objetos grandes com detalhes mínimos, ou grandes detalhamentos em estruturas praticamente microscópicas. Mas, como nas telas dos celulares, o futuro é da alta resolução.

A equipe encontrou a solução para esse aumento de resolução em um processo de impressão 3D chamado processamento digital por luz. Eles criaram uma resina em formato de favos de mel que se cura quando atingida por luz ultravioleta, formando novas ligações em uma sucessão de finas camadas de fotopolímeros. Em outras palavras, o material endurece, mas não muito: A resina curada forma um elastômero macio, forte e de formato ajustável, imitando a cartilagem.

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