Inspirados pela substância pegajosa que as cracas usam para se agarrar a s rochas, os engenheiros do MIT desenvolveram uma cola forte e biocompata­vel que pode selar tecidos feridos e parar o sangramento.

A nova pasta pode aderir a ssuperfÍcies mesmo quando estãocobertas de sangue e pode formar uma vedação hermanãtica em cerca de 15 segundos após a aplicação. Essa cola pode oferecer uma maneira muito mais eficaz de tratar lesões trauma¡ticas e ajudar a controlar o sangramento durante a cirurgia, dizem os pesquisadores.

“Estamos resolvendo um problema de adesão em um ambiente desafiador, que éesse ambiente aºmido e dina¢mico de tecidos humanos. Ao mesmo tempo, estamos tentando traduzir esse conhecimento fundamental em produtos reais que podem salvar vidas ”, diz Xuanhe Zhao, professor de engenharia meca¢nica e engenharia civil e ambiental do MIT e um dos autores saªnior do estudo.

Christoph Nabzdyk, um anestesiologista carda­aco e médico intensivista da Mayo Clinic em Rochester, Minnesota, também éum autor saªnior do artigo, que aparece hoje na Nature Biomedical Engineering . O cientista pesquisador do MIT Hyunwoo Yuk e o pa³s-doutorado Jingjing Wu são os principais autores do estudo.

Encontrar maneiras de parar o sangramento éum problema antigo que não foi resolvido de forma adequada, diz Zhao. Suturas são comumente usadas para selar feridas, mas colocar os pontos no lugar éum processo demorado que geralmente não épossí­vel para os socorristas realizarem durante uma situação de emergaªncia. Entre os militares, a perda de sangue éa principal causa de morte após uma lesão trauma¡tica e, entre a população em geral, éa segunda causa de morte após uma lesão trauma¡tica.

Nos últimos anos, alguns materiais que podem interromper o sangramento, também chamados de agentes hemosta¡ticos, tornaram-se disponí­veis comercialmente. Muitos deles consistem em manchas que contem fatores de coagulação, que ajudam o sangue a coagular por conta própria. No entanto, eles levam vários minutos para formar uma vedação e nem sempre funcionam em feridas que estãosangrando muito.

O laboratório de Zhao vem trabalhando para resolver esse problema hávários anos. Em 2019, sua equipe desenvolveu uma fita de tecido dupla-face e mostrou que ela poderia ser usada para fechar incisaµes cirúrgicas. Esta fita, inspirada no material pegajoso que as aranhas usam para capturar suas presas em condições aºmidas, inclui polissacara­deos carregados que podem absorver águade umasuperfÍcie quase que instantaneamente, limpando uma pequena mancha seca a  qual a cola pode aderir.

Para sua nova cola de tecido, os pesquisadores mais uma vez se inspiraram no mundo natural. Desta vez, eles focaram sua atenção na craca, um pequeno crusta¡ceo que se fixa em rochas, cascos de navios e atémesmo em outros animais, como baleias. EssassuperfÍcies estãomolhadas e frequentemente sujas - condições que tornam a adesão difa­cil.

“Isso chamou nossa atenção”, diz Yuk. “a‰ muito interessante porque para selar tecidos sangrando, épreciso lutar não são contra a umidade, mas também contra a contaminação desse sangue que sai. Descobrimos que esta criatura que vive em um ambiente marinho estãofazendo exatamente a mesma coisa que temos que fazer para lidar com problemas complicados de sangramento. ”

A análise dos pesquisadores da cola para cracas revelou que ela tem uma composição única. As moléculas de protea­nas pegajosas que ajudam as cracas a se fixarem nassuperfÍcies estãosuspensas em um a³leo que repele a águae quaisquer contaminantes encontrados nasuperfÍcie, permitindo que as protea­nas adesivas se fixem firmemente a superfÍcie.

A equipe do MIT decidiu tentar imitar essa cola adaptando um adesivo que eles haviam desenvolvido anteriormente. Este material pegajoso consiste em um pola­mero denominado poli (a¡cido acra­lico) incorporado com um composto orga¢nico denominado anãster NHS, que fornece adesão, e quitosana, um açúcar que fortalece o material. Os pesquisadores congelaram folhas desse material, moeram-nas em microparta­culas e, em seguida, suspenderam essaspartículas em a³leo de silicone de grau médico.

Quando a pasta resultante éaplicada a umasuperfÍcie aºmida, como tecido coberto de sangue, o a³leo repele o sangue e outras substâncias que possam estar presentes, permitindo que as microparta­culas adesivas se reticulem e formem um selo apertado sobre a ferida. Dentro de 15 a 30 segundos após a aplicação da cola, com uma leve pressão aplicada, a cola se fixa e o sangramento para, os pesquisadores mostraram em testes em ratos.

Uma vantagem deste novo material sobre a fita dupla-face que os pesquisadores desenvolveram em 2019 éque a pasta pode ser moldada para se ajustar a feridas irregulares, enquanto a fita pode ser mais adequada para selar incisaµes cirúrgicas ou prender dispositivos médicos a tecidos, dizem os pesquisadores. “A pasta molda¡vel pode fluir e se ajustar a qualquer forma irregular e sela¡-la”, diz Wu. “Isso da¡ liberdade aos usuários para adapta¡-lo a feridas com sangramento de formato irregular de todos os tipos”.

Em testes em porcos, Nabzdyk e seus colegas da Cla­nica Mayo descobriram que a cola foi capaz de parar rapidamente o sangramento no fígado e funcionou muito mais rápido e eficazmente do que os agentes hemosta¡ticos comercialmente disponí­veis aos quais eles compararam. Funcionou atémesmo quando fortes anticoagulantes (heparina) foram administrados aos porcos para que o sangue não formasse coa¡gulos espontaneamente.

Seus estudos mostraram que o selo permanece intacto por várias semanas, dando ao tecido abaixo tempo para se curar, e que a cola induziu pouca inflamação, semelhante a  produzida pelos agentes hemosta¡ticos usados ​​atualmente. A cola éreabsorvida lentamente pelo corpo ao longo de meses e também pode ser removida mais cedo, aplicando uma solução que a dissolva, se os cirurgiaµes precisarem ir após a aplicação inicial para reparar a ferida.

Os pesquisadores agora planejam testar a cola em feridas maiores, que eles esperam demonstrar que a cola seria útil para tratar lesões trauma¡ticas. Eles também imaginam que pode ser útil durante procedimentos ciraºrgicos, que muitas vezes exigem que os cirurgiaµes gastem muito tempo controlando o sangramento.

“Somos tecnicamente capazes de realizar muitas cirurgias complicadas, mas não avana§amos tão rápido na capacidade de controlar o sangramento especialmente grave com rapidez”, diz Nabzdyk.

Outra aplicação possí­vel seria para ajudar a parar o sangramento que ocorre em pacientes que tem tubos de pla¡stico inseridos em seus vasos sangua­neos, como os usados ​​para cateteres arteriais ou venosos centrais ou para oxigenação por membrana extracorpa³rea (ECMO). Durante a ECMO, uma ma¡quina éusada para bombear o sangue do paciente para fora do corpo para oxigena¡-lo. a‰ usado no tratamento de pessoas com insuficiência carda­aca ou pulmonar profunda. Os tubos geralmente permanecem inseridos por semanas ou meses, e o sangramento nos locais de inserção pode levar a  infecção.

Os pesquisadores receberam financiamento do MIT Deshpande Center para ajuda¡-los a trabalhar na comercialização de sua cola, o que eles esperam fazer após a realização de estudos pré-clínicos adicionais em modelos animais. A pesquisa também foi financiada pelo National Institutes of Health, a National Science Foundation, o US Army Research Office, por meio do Institute for Soldier Nanotechnologies, do MIT, e a Zoll Foundation.