Pesquisadores da Universidade McGill, em colaboração com a Polytechnique Montreal, foram pioneiros em uma nova maneira de criar hidrogéis usando ultrassom, eliminando a necessidade de iniciadores químicos tóxicos. Esse avanço oferece uma abordagem mais rápida, limpa e sustentável à fabricação de hidrogel e produz hidrogéis mais fortes, mais flexíveis e altamente resistentes ao congelamento e desidratação. O novo método também promete facilitar os avanços na engenharia de tecidos, bioadesivos e bioprinting 3D.
Os hidrogéis são géis compostos por polímeros que podem absorver e reter grandes quantidades de água. Eles são amplamente utilizados em curativos, administração de medicamentos, engenharia de tecidos, robótica macia, lentes de contato suave e muito mais.
Formação em gel em minutos
A fabricação tradicional de hidrogel depende de iniciadores químicos, alguns dos quais podem ser prejudiciais, principalmente em aplicações médicas. Os iniciadores são os produtos químicos usados para desencadear reações da cadeia química. A equipe de pesquisa da McGill, liderada pelo professor de engenharia mecânica Jianyu Li, desenvolveu um método alternativo usando o ultrassom. Quando aplicados a um precursor líquido, as ondas sonoras criam bolhas microscópicas que colapsam com imensa energia, desencadeando a formação de gel em minutos.
“O problema que pretendemos resolver foi a dependência de iniciadores químicos tóxicos”, disse Li. “Nosso método elimina essas substâncias, tornando o processo mais seguro para o corpo e melhor para o meio ambiente”.
Essa técnica orientada por ultrassom é apelidada de “Sonogel”.
“A síntese típica de hidrogel pode levar horas ou até durante a noite sob luz UV”, disse Li. “Com o ultrassom, acontece em apenas cinco minutos.”
Revolucionando aplicações biomédicas
Uma das possibilidades mais emocionantes para essa tecnologia é em tratamentos médicos não invasivos. Como as ondas de ultrassom podem penetrar profundamente nos tecidos, esse método pode permitir a formação de hidrogel no corpo sem cirurgia.
“Think about injetar um precursor líquido e usar o ultrassom para solidificá -lo precisamente quando necessário”, disse Li. “Isso pode ser um divisor de águas para o tratamento de danos nos tecidos e medicina regenerativa. Mais refinamento, podemos desbloquear novas possibilidades de produção mais segura e verde de materiais”.
A técnica também abre a porta para a bioprinting 3D baseada em ultrassom. Em vez de confiar na luz ou no calor, os pesquisadores podem usar ondas sonoras para “imprimir” as estruturas de hidrogel “impressas”.
“Ao alavancar o ultrassom focado de alta intensidade, podemos moldar e construir hidrogéis com precisão notável”, disse Jean Provost, um dos co-autores do estudo e professor assistente de física de engenharia da Polytechnique Montreal.
