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Filme muscular gera robôs de células cardíacas e silicone

Filme muscular gera robôs de células cardíacas e silicone

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Uma equipe de cientistas dos Estados Unidos conseguiu cultivar c?lulas do m?sculo card?aco de ratos sobre uma superf?cie el?stica, criando uma fina l?mina muscular capaz de mover-se, contrair-se - espontaneamente ou em resposta a est?mulos el?tricos - e, at?, nadar, como um rob? biol?gico.

Segundo o pesquisador Kit Parker, da Universidade Harvard, o novo material poder? ser usado na cria??o de tecidos ou ?rg?os para transplantes, pr?teses ou, mesmo, de motores que imitem as fun?es de m?sculos vivos.

O substrato el?stico usado ? o polidimetilsiloxano, ou PDMS, um silicone mais conhecido como "recheio" de alguns tipos de pr?tese de seios.

A superf?cie de PDMS foi tratada para aderir ?s c?lulas card?acas jovens de modo a garantir que crescessem na configura??o correta: dependendo da disposi??o e orienta??o das c?lulas, cada vers?o do produto - chamado pelo criadores de filmes musculares delgados, ou MTFs, na sigla em ingl?s - demonstrou movimentos diferentes, dando origem a "rob?s" que nadavam, andavam, contra?am-se ou espiralavam-se.

"Em uma s?rie de etapas, trabalhamos a qu?mica da superf?cie do PDMS at? conseguirmos uma matriz de prote?nas no padr?o desejado", explicou Parker, em entrevista ao estadao.com.br. "Ent?o, os mi?citos (c?lulas de m?sculo card?aco) prenderam-se ? matriz, que estava fixada rigidamente no PDMS. Os mi?citos formam prote?nas deles mesmos que lhes permitem agarrar a matriz".

Como os mi?citos s?o c?lulas vivas, os MTFs precisam de nutri??o e oxig?nio para viver. "O meio em que eles funcionam precisa ter todos os componentes necess?rios para sustentar o metabolismo normal da c?lula", diz Parker.

"Nossas cria?es s?o delgadas, com a espessura aproximada de uma ?nica c?lula. Por conta disso, n?o precisamos construir um sistema vascular no m?sculo, o que evita um bocado de trabalho j? que, como est?, o oxig?nio pode se difundir livremente pelos mi?citos", explica.

Segundo o pesquisador, o MTF parece ser mais forte que uma massa equivalente de m?sculo natural dos ratos. "Mas ? dif?cil fazer compara?es, j? que o nosso (m?sculo) trabalha em solu?es dentro de um laborat?rio, e feixes de m?sculos tridimensionais s?o projetado para trabalhar em seres vivos, o que fazem muito bem, ali?s".

Em v?deos publicados no website da revista Science, MTFs aparecem abrindo-se e fechando-se como pin?as, ou em espirais que se estreitam e relaxam, como molas de rel?gios. Segundo Parker, as poss?veis aplica?es dos filmes podem ser tanto biom?dicas quanto mec?nicas.

"Eles poder?o ser usados em pr?teses de tecidos, como curativos para feridas e como motores para aparelhos que exijam algumas das funcionalidades exclusivas dos organismos vivos. Podem ser usados no teste de novas drogas", para simular como uma subst?ncia afetar? o ritmo de batimento card?aco.

"E para estudar a biomec?nica da nata??o de formas de vida marinhas", acrescenta Parker.

Como exemplo pr?tico dessa ?ltima aplica??o, no artigo publicado na Science sobre o trabalho os cientistas descrevem o uso de MTFs para recriar o movimento de nata??o do basilossauro, uma forma primitiva de baleia que viveu no per?odo eoceno, h? cerca de 35 milh?es de anos e que, acredita-se, nadava como uma enguia, oscilando o corpo para cima e para baixo.

Para criar seus minibasilossauros de silicone, Parker e colegas cortaram peda?os triangulares de MTF cultivados em uma base de 30 micr?metros - mil?simos de mil?metro - de espessura. Est?mulos el?tricos levaram ? contra??o e relaxamento das c?lulas musculares, fazendo o tri?ngulo nadar. E o est?mulo el?trico aplicado "pode ser escolhido de forma a maximizar a dist?ncia percorrida por ciclo de contra??o" das c?lulas, diz o artigo.

Al?m disso, diferentes configura?es das c?lulas no filme geraram nadadores de desempenho distinto.

E a que novas tecnologias o MTF poderia dar origem? "Remendos para ?reas infartadas do cora??o, remendos para m?sculos destru?dos, cria??o de ?rg?os artificiais",


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