A engenharia de tecidos hámuito depende de estruturas geometricamente esta¡ticas semeadas com células em laboratório para criar novos tecidos e atémesmo órgãos. O material de suporte - geralmente uma estrutura de pola­mero biodegrada¡vel - éfornecido com células e as células, se fornecidas com os nutrientes certos, se desenvolvem em tecido a  medida que o suporte subjacente ébiodegradado. Mas esse modelo ignora os processos morfola³gicos extraordinariamente dina¢micos que fundamentam o desenvolvimento natural dos tecidos.

Agora, pesquisadores da University of Illinois Chicago desenvolveram novos hidroganãis 4-D - materiais 3-D que tem a capacidade de mudar de forma ao longo do tempo em resposta a esta­mulos - que podem se transformar várias vezes de maneira pré-programada ou sob demanda em resposta para sinais de acionamento externos.

Em um novo estudo da Advanced Science , os pesquisadores da UIC, liderados por Eben Alsberg, mostram que esses novos materiais podem ser usados ​​para ajudar a desenvolver tecidos que se assemelham mais a seus equivalentes naturais, que estãosujeitos a forças que impulsionam o movimento durante sua formação.

"Os hidroganãis podem ser programados ou induzidos a sofrer váriasmudanças de forma controla¡veis ​​ao longo do tempo. Essa estratanãgia cria condições experimentais para imitar parcialmente ou estimular asmudanças conta­nuas de formas diferentes que os tecidos em desenvolvimento ou em cicatrização sofrem, e pode nos permitir estudar a morfogaªnese e também nos ajudar projetar arquiteturas de tecido que se assemelham mais aos tecidos nativos ", disse Alsberg, o Richard and Loan Hill Professor de Engenharia Biomédica e autor correspondente no artigo.

O novo material éfeito de diferentes hidroganãis que aumentam de volume ou encolhem em diferentes taxas e extensaµes em resposta a  águaou a  concentração de ca¡lcio. Ao criar padraµes de camadas complexos, os pesquisadores podem orientar o material do conglomerado para dobrar de uma forma ou de outra conforme as camadas aumentam e / ou encolhem.

"Podemos mudar a forma desses materiais ajustando, por exemplo, a quantidade de ca¡lcio presente", disse Alsberg, que também éprofessor de ortopedia, farmacologia e engenharia meca¢nica e industrial na UIC.

Nas suas experiências, os investigadores foram capazes de fazer com que o hidrogel a forma em bolsos semelhantes em forma de alvanãolos, o pequeno saco-como estruturas no pulma£o em que a troca de gás toma lugar.

Os hidroganãis de Alsberg não são apenas capazes de mudar sua arquitetura várias vezes, mas também são altamente citocompata­veis, o que significa que podem ter células incorporadas e as células permanecerem vivas - algo que muitos materiais 4-D existentes são incapazes de fazer.

"Estamos realmente ansiosos para expandir os limites do que nossos sistemas de hidrogel exclusivos podem fazer em termos de engenharia de tecidos ", disse Aixiang Ding, associado de pesquisa de pa³s-doutorado na UIC e coautor do artigo. Oju Jeon da UIC, professor pesquisador, também écoprimeiro autor.