Fiada por aranhas e bichos-da-seda, a seda confundiu os engenheiros humanos que ainda não descobriram como recriar artificialmente essa fibra fina e resistente. Mas, ao combinar seda, que ésegura para uso no corpo humano, com compostos sintanãticos, uma equipe de pesquisa estãose aproximando do desenvolvimento de novos materiais compósitos implanta¡veis ​​com as melhores propriedades de ambos. As aplicações potenciais, que ainda estãoa anos de distância, podem incluir estruturas que mantem o osso no lugar após a cirurgia ou substituições de almofadas de cartilagem no joelho.

Os pesquisadores apresentara£o seus resultados hoje no Encontro Virtual Outono 2020 da American Chemical Society (ACS) e Expo.

"A seda tem um grande potencial para uso em aplicações biomédicas", disse Juan Guan, Ph.D., o investigador principal do projeto. "A seda éversa¡til e o corpo humano a tolera muito bem e pode atédegrada¡-la e absorvaª-la."

Silk tem uma longa história na medicina. Registros de médicos antigos costurando pacientes com fibras tecidas por bichos-da-seda datam de quase 2.000 anos. E hoje, os cirurgiaµes terminam certas cirurgias, como a do olho, com suturas de seda .

Ao combinar seda e polímeros sintanãticos , Guan e seus colegas da Beihang University estãoprocurando desenvolver novos materiais versa¡teis para uso na medicina e, potencialmente, em outros campos também. Enquanto outros pesquisadores já desenvolveram materiais compostos com seda, eles trabalharam normalmente com fibras curtas ou a protea­na prima¡ria da seda. Guan, no entanto, concentra-se em tecido de seda tecido a partir de um aºnico fio longo. Os casulos do bicho-da-seda podem conter fibras de quase 1.500 metros de comprimento e, quando usada inteira em tecido, essa fibra pode distribuir com mais eficácia o estresse meca¢nico do que uma sanãrie de fibras menores e discretas, diz ela. Em seus estudos, a equipe de Guan usa seda do bicho-da-seda comum domanãstico Bombyx mori , bem como fibras mais resistentes e ela¡sticas de espanãcies selvagensAntheraea pernyi .

Os pesquisadores combinam esse tecido com uma matriz de pola­mero, geralmente um epa³xi, que éusado em adesivos. Juntos, o tecido e o pola­mero formam um laminado - semelhante a  cobertura desuperfÍcie dura¡vel encontrada em alguns ma³veis - que pode ser cortado nas formas que os pesquisadores precisam.

Guan e seus colegas dizem que as propriedades desses novos materiais poderiam torna¡-los uma combinação melhor para os tecidos do corpo humano do que o que estãosendo usado hoje. Por exemplo, eles estãocolaborando com médicos ortopanãdicos para desenvolver estruturas semelhantes a gaiolas que mantem temporariamente as vanãrtebras no lugar enquanto se fundem após a cirurgia, uma tarefa atualmente realizada principalmente com metal. A dureza e rigidez dos compósitos de seda são mais compata­veis com o osso, tornando-os potencialmente mais resilientes e ainda mais conforta¡veis ​​do que as estruturas de metal, diz ela.

Existem desafios, no entanto. O interior do corpo humano éaºmido, um problema potencial porque a águapode amolecer e enfraquecer a seda. Em novos experimentos, Guan e seus colegas testaram como os materiais compostos de epa³xi-seda resistem quando expostos a  umidade ou imersos em a¡gua. Para uso ao lado do osso, eles devem manter uma certa rigidez. Os experimentos mostraram que, embora esse atributo diminua em condições mais aºmidas, os compósitos permaneceram ra­gidos o suficiente para funcionar como implantes, diz ela.

Embora o epa³xi se fixe firmemente a  fibra de seda, ele tem uma grande desvantagem: o corpo não consegue quebrar o epa³xi e absorvaª-lo, o que significa que não seria adequado para implantes que se dissolvem. Então, Guan recentemente começou a trabalhar com biopolímeros que, como a seda, o corpo pode se decompor e absorver. No entanto, esses compósitos tem menos coesão interna do que aqueles que contem um epa³xi. “A questãochave écomo tornar mais robusta a interface entre o biopola­mero e o tecido de seda”, diz ela.

Os cientistas também estãoprocurando complementar a seda com outros tipos de fibras. Em um estudo recente, eles adicionaram fibras de carbono a  mistura. "A noção de hibridizar a seda com outras fibras torna possí­vel produzir um bom espectro de propriedades que vocêpode otimizar para uma determinada aplicação", diz Robert O. Ritchie, Ph.D, autor do estudo da fibra de carbono. Os usos potenciais para esses novos materiais estruturais, diz ele, podem ser em qualquer lugar: no corpo humano , ou mesmo em raquetes de taªnis ou motores de avia£o.