Os hidroganãis são comumente usados ​​dentro do corpo para ajudar na regeneração dos tecidos e na administração de drogas. No entanto, uma vez dentro, pode ser difa­cil controla¡-los para um uso ideal. Uma equipe de pesquisadores do Departamento de Engenharia Biomédica da Texas A&M University estãodesenvolvendo uma nova maneira de manipular o gel - usando luz.

O estudante de graduação Patrick Lee e o Dr. Akhilesh Gaharwar, professor associado, estãodesenvolvendo uma nova classe de hidroganãis que podem alavancar a luz de várias maneiras. A luz éuma fonte de energia particularmente atraente, pois pode ser confinada a uma área predefinida, bem como ser ajustada pelo tempo ou intensidade de exposição a  luz. Seu trabalho foi publicado recentemente na revista Advanced Materials .

Os hidroganãis responsivos a  luz são uma classe emergente de materiais usados ​​para o desenvolvimento de dispositivos médicos não invasivos, sem contato, precisos e controla¡veis ​​em uma ampla gama de aplicações biomédicas, incluindo terapia fototanãrmica, terapia fotodina¢mica , administração de drogas e medicina regenerativa.

Lee disse que os biomateriais responsivos a  luz são frequentemente usados ​​em aplicações biomédicas; no entanto, as fontes de luz atuais, como a luz ultravioleta e a luz visível , não podem penetrar suficientemente no tecido para interagir com o hidrogel. Em vez disso, a equipe estãopesquisando luz infravermelha próxima (NIR), que tem uma profundidade de penetração maior.

A equipe estãousando uma nova classe de nanomateriais bidimensionais conhecida como dissulfeto de molibdaªnio (MoS 2 ), que demonstrou toxicidade insignificante para as células e absorção de NIR superior. Essas nanofolhas com alta eficiência de conversão fototanãrmica podem absorver e converter a luz NIR em calor, que pode ser desenvolvida para controlar materiais termorresponsivos.

No estudo anterior do grupo publicado na Advanced Materials , certos polímeros reagem com nanofolhas de MoS 2 para formar hidroganãis. Com base nessa descoberta, a equipe utiliza ainda nanofolhas MoS2 e polímeros termorresponsivos para controlar o hidrogel sob a luz NIR por efeito fototanãrmico.

"Este trabalho aproveita a luz para ativar as interações dina¢micas de pola­mero-nanomateriais", disse Gaharwar. "Apa³s a exposição NIR, o MoS 2 atua como um epicentro de reticulação conectando-se com várias cadeias polimanãricas por meio de uma química de clique orientada por defeito, que éúnica."

A luz NIR permite a formação interna de hidroganãis terapaªuticos no corpo para a administração precisa do medicamento. Para a terapia do câncer , a maioria dos medicamentos pode ser retida dentro do tumor, o que diminuira¡ os efeitos colaterais da quimioterapia. Além disso, a luz NIR pode gerar calor dentro dos tumores para fazer a ablação das células cancerosas, o que éconhecido como terapia fototanãrmica. Portanto, uma combinação sinanãrgica de terapia fototanãrmica e quimioterapia mostrou uma maior eficácia na destruição de células cancerosas.