Hidrogel Híbrido adesivo: A fixação cirúrgica do futuro.
Já pensou em rapidamente estancar uma hemorragia em um acidente de trânsito ou juntar as bordas de um órgão interno após uma cirurgia, mesmo com fluidos corporais sobre a superfície, sem precisar de suturas? O desafio é substituir a atual sutura, grampos ou adesivos que colam apenas sobre superfícies secas, por um Hidrogel adesivo que possa colar 2 superfícies mesmo úmidas, sendo biocompatível com o tecido e fluidos corporais, e sendo também auto cicatrizante, elástico e super-resistente para acompanhar os movimentos do corpo. Polímeros bio híbridos podem ser uma forma avançada que combina propriedades de adesividade, biodegradabilidade, absorvência e força de alongamento.
Esses Hidrogéis de rede dupla combinam sinergicamente a rigidez de uma rede fortemente reticulada com a capacidade dissipativa de uma rede fracamente reticulada formada de forma independente. Isto significa que o Hidrogel híbrido, super resistente pode ter uma camada adesiva com outra camada dissipativa mais flexível. A camada adesiva adere à superfície por interações eletrostáticas, ligações covalentes e interpenetração física, a segunda camada é composta por uma matriz de Hidrogel que pode amplificar a dissipação de energia por meio da histerese. As duas camadas levam a energias de adesão mais altas em superfícies úmidas quando comparadas com os adesivos existentes. Este adesivo bioinspirado tem um nível ideal de alongamento e se move junto com o tecido vivo...
O desenvolvimento de procedimentos e dispositivos menos invasivos nas aplicações biomédicas de fechamento e cicatrização de feridas é uma tarefa importante e essencial. O processo de cicatrização é facilitado pelo fechamento adequado da ferida cirúrgica; tradicionalmente uma prática particularmente invasiva.
O projeto de adesivos resistentes (ARs) pode potencialmente permitir muitas aplicações, incluindo a colagem de tecidos e dispositivos de fixação in vivo, reparo de tecidos, também podendo ser usado como um curativo hemostático devido à sua compatibilidade com a exposição ao sangue.
Adesivos de tecido sintéticos são usados ??como uma alternativa para pontos ou grampos sendo menos prejudiciais aos tecidos saudáveis do corpo (sem sutura no fechamento de feridas e curativos). No entanto, esses materiais podem sofrer de baixa biocompatibilidade e má combinação das propriedades mecânicas com os tecidos. Portanto, a compatibilidade com fluidos corporais, células e tecidos é uma propriedade desejável.
A adesão a superfícies molhadas, incluindo tecidos biológicos, é importante em muitos campos, mas tem se mostrado extremamente desafiadora. Os adesivos existentes são citotóxicos, aderem fracamente aos tecidos ou não podem ser usados ??em ambientes úmidos. O adesivo deve formar uma forte ligação com a superfície ou o material dentro do adesivo ou do substrato deve dissipar energia por histerese.
Os fortes adesivos comerciais de cianoacrilato são incompatíveis com superfícies úmidas, pois se solidificam imediatamente em contato com a água, formando uma estrutura rígida que não pode ser flexível aos movimentos do tecido humano e apresentam toxicidade celular.
Dentro de 5 a 10 anos, as os Hidrogéis híbridos super resistentes se tornarão a fixação do futuro. Particularmente, eles estão sendo projetados para alcançar melhores propriedades físicas, químicas, elétricas e biológicas. Além disso, são biocompatíveis e, portanto, podem ser usados ??para diversas aplicações biomédicas, como adesivos para tecidos humanos, reparo de tecidos, suporte para crescimento de células e curativos para feridas. De fato, nos últimos anos, os Hidrogéis foram ativamente explorados como materiais para adesivos úmidos eficientes.
São materiais que consistem em redes de polímeros reticulados dispersos em água. Os mais comuns são usados ??para curativos ou sistemas de liberação de drogas são frágeis, não exibindo alta resistência ao alongamento devido ao seu comportamento mecânico.
Nos últimos anos, esforços intensos foram direcionados para o projeto de Hidrogéis sintéticos com alta resistência e tenacidade, por meio da engenharia de vias de dissipação de energia na estrutura do gel.
O desenvolvimento dos novos hidrogéis abrange estruturas supramoleculares, mecanicamente fortes e resistentes que possam ser facilmente acessados ??a partir de materiais de partida simples e comercialmente disponíveis, mas que também exibam uma combinação de propriedades mecânicas desejadas, tais como alta resistência, elasticidade, auto recuperação, auto cura, resistência à fadiga e termo plasticidade.
Hidrogéis híbridos com uma estrutura de rede dupla ou mais de duas ou mais cadeias poliméricas, reticuladas separadamente, em que uma delas com cadeias curtas e a outra com cadeias longas podem permitir mecanismos de dissipação de energia e tornarem-se mais resistentes.
Esses Hidrogéis de rede dupla combinam sinergicamente a rigidez de uma rede fortemente reticulada com a capacidade dissipativa de uma rede fracamente reticulada formada de forma independente. Isto significa que o Hidrogel híbrido, super resistente pode ter uma camada adesiva com outra camada dissipativa mais flexível. A camada adesiva adere à superfície por interações eletrostáticas, ligações covalentes e interpenetração física, a segunda camada é composta por uma matriz de Hidrogel que pode amplificar a dissipação de energia por meio da histerese. As duas camadas levam a energias de adesão mais altas em superfícies úmidas quando comparadas com os adesivos existentes. Este adesivo bio-ispirado tem um nível ideal de alongamento e se move junto com o tecido vivo.
Os Hidrogéis têm imenso potencial como adesivos úmidos reversíveis quando são integrados a microestruturas biomiméticas, onde alguns fatores podem ser considerados, como por exemplo, em primeiro lugar, a natureza hidrofílica dos Hidrogéis que é benéfica para induzir forte são capilar em condições úmidas. Em segundo lugar, eles podem absorver uma grande quantidade de água na interface de contato, o que permitiria um contato mais próximo com a superfície alvo. Mas o que isso pode influenciar na substituição/avanço dos atuais procedimentos de cicatrização ou cirurgias invasivas?