O lodo como material para esferas multifuncionais
Micropartículas ocas para moléculas de carga
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Investigadores da Universidade Técnica de Munique (TUM) desenvolveram microesferas ocas feitas de muco e polidopamina utilizando um método de produção simples e escalável. Estas minúsculas esferas destinam-se a servir de embalagem para substâncias terapêuticas, por exemplo nas articulações ou na mucosa oral. As suas propriedades e modo de ação podem ser ajustados pela escolha dos materiais e são também influenciados pelo ambiente biológico circundante.
Oliver Lieleg, Professor de Materiais Biopoliméricos, e a sua equipa estão a tirar partido das diversas propriedades das mucinas - os principais componentes dos revestimentos naturais, como os que se encontram na mucosa oral ou no estômago - para criar soluções tecnológicas em biomedicina. O seu mais recente desenvolvimento é uma microesfera multifuncional feita de mucina e polidopamina. A microesfera foi concebida para permitir uma libertação retardada de cargas moleculares em locais do corpo onde a adesão de tais transportadores de fármacos é difícil, como na mucosa oral ou na cartilagem.
Esta boa aderência foi testada em tecidos animais e deve-se às fortes propriedades adesivas da polidopamina. Ao mesmo tempo, a mucina acrescenta caraterísticas valiosas: torna as esferas mais ajustáveis no que diz respeito ao tamanho dos poros e permite-lhes atuar como um lubrificante natural. "Nas articulações, por exemplo, isto pode ajudar a evitar danos criados pelos movimentos articulares. Pode também proporcionar um revestimento protetor nos tecidos lesionados da boca, outra vantagem para além da função das microesferas como agentes de administração de medicamentos", explica Di Fan, primeiro autor do estudo.
As esferas ocas são fáceis de produzir, carregar e selar
A produção das novas esferas ocas começa com um processo estabelecido: um núcleo é primeiro revestido com os materiais desejados e depois removido, deixando para trás uma estrutura oca. Com outros materiais, as esferas por vezes encolhem ou mesmo colapsam quando o núcleo é dissolvido. Em contraste, as microesferas feitas de polidopamina e mucina permanecem estruturalmente estáveis. A sua superfície é porosa. Isto permite que a carga seja adicionada após a produção da microesfera e entre nas esferas por difusão, como demonstrado com moléculas de carga modelo no estudo.
O passo seguinte é novo e crucial: os investigadores aplicam um componente adicional à superfície, que sela parcialmente as conchas das esferas. Isto ajuda a manter mais carga no interior da esfera após o carregamento, assegurando simultaneamente a sua libertação gradual ao longo do tempo. Pode ser utilizada uma série de materiais para esta etapa de bloqueio, mas a abordagem revelou-se particularmente eficaz com iões de prata - átomos de prata com carga positiva.
Proteger ou destruir: como a seleção do material e o contexto biológico determinam o efeito
A escolha do material para selar é também crucial para os efeitos das microesferas. "Se forem utilizados iões de prata, as microesferas ajudam a matar as células. Isto pode ser particularmente útil no tratamento de tumores", diz Di Fan, que demonstrou efeitos diferentes em culturas de células.
Em contrapartida, sem iões de prata, as propriedades anti-inflamatórias da polidopamina entram em ação e protegem as células do stress químico. Isto é especialmente útil em tecidos que sofrem de inflamação, com aplicações potenciais em casos como a osteoartrite ou feridas crónicas. Tanto o tipo de agente selante utilizado como o ambiente biológico influenciam a rapidez com que a carga é libertada.
"Com o sistema de microesferas ocas, criámos um sistema versátil de libertação de fármacos que é fácil de produzir, escalável e adaptável", explica Lieleg, líder do projeto. "A combinação que escolhemos de mucina e polidopamina reúne muitas vantagens oferecidas por essas biomoléculas que vão além das tarefas típicas de um sistema clássico de libertação de fármacos; por exemplo, pode proteger ou eliminar células - dependendo da aplicação prevista."
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Di Fan, Chiara Gunnella, Yukun Wang, Luca Reichert, Pedro Henrique da Rosa Braun, Jan Torgersen, Oliver Lieleg; "Multi‐Functional Polydopamine‐Mucin Hollow Particles Provide Tunable Shell Permeability, ROS Scavenging, Tissue Adhesion, and Lubricity for Biomedical Applications"; Small, Volume 21, 2025-7-4
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