Moléculas de protea­nas de automontagem são materiais versa¡teis para aplicações médicas porque sua capacidade de formar ganãis pode ser acelerada ou retardada por variações de pH, bem comomudanças de temperatura ou força ia´nica. Esses biomateriais, responsivos a condições fisiola³gicas, podem, portanto, ser facilmente adaptados para aplicações onde sua eficácia depende da cinanãtica de gelificação, como a rapidez e sob quais esta­mulos eles formam ganãis.

Compreender a cinanãtica de gelificação de hidroganãis de protea­nas éimportante para avaliar sua utilidade em aplicações médicas e no futuro de biomateriais. Por exemplo, sistemas de gelificação rápida são clinicamente aºteis para gelificação in situ para a entrega de drogas ou material genanãtico para células alvo ou regiaµes anatômicas, enquanto sistemas de gelificação mais lenta são aplica¡veis ​​para engenharia de tecidos devido a  sua capacidade de manter a viabilidade celular e sua propensão para manter a homogeneidade.

Para estudar essa dina¢mica, os pesquisadores da NYU Tandon, liderados por Jin Kim Montclare, professor de engenharia química e biomolecular, usaram microrreologia passiva (versus medir o comportamento do fluxo atravanãs da aplicação ativa de pressão) para estender pesquisas anteriores sobre o comportamento de fase de gelatina a  base de protea­nas. macro molanãculas. O estudo anterior investigou diferentes condições ambientais, principalmentemudanças de temperatura - em parte para determinar o ponto de temperatura superior em que os ganãis se dissociam em macromoléculas constituintes.

No novo estudo, publicado na revista ASC Macromolecules , a equipe descobriu, entre outras descobertas, que usar um pH pra³ximo ao ponto isoelanãtrico da protea­na resulta na minimização das repulsaµes eletrosta¡ticas, o que permite a automontagem e a gelificação. Eles descobriram que o mesmo efeito pode ser induzido aumentando a força ia´nica para filtrar quaisquer repulsaµes eletrosta¡ticas que estejam presentes.

"Esta éuma visão importante no desenvolvimento de materiais de gel para engenharia de tecidos e entrega de drogas, uma vez que o microambiente do tecido tem pH especa­fico e força ia´nica", disse Montclare, que dirige o Montclare Lab na NYU Tandon, e cujos coautores do estudo são Michael Meleties, diretor autor e Ph.D. candidato; Dustin Britton, Ph.D. candidato; Priya Katyal, pesquisadora de pa³s-doutorado; Bonnie Lin, assistente de pesquisa de graduação; e colaboradores do Laborata³rio de Pesquisa da Fora§a Aanãrea Rhett L. Martineau e Maneesh K. Gupta.

Ela destacou que a microrreologia pode ser feita em alto rendimento para avaliar rapidamente a cinanãtica de automontagem/gelificação de várias amostras em paralelo, em oposição a  triagem de amostras individuais uma após a outra, o que pode ser demorado.

"Isso agora pode permitir que o pesquisador de biomateriais analise um grande número de diferentes materiais de engenharia para acelerar o projeto de biomateriais", disse ela.