Iluminação para cima de hidrogéis

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Iluminação para cima de hidrogéis
Uma nova classe de hidrogéis aproveita a luz para uma melhor entrega de medicamentos e tratamento
de medicina regenerativa.
O estudante de pós-graduação Patrick Lee (foto) está trabalhando para desenvolver um novo hidrogel
responsivo à luz. Crédito da imagem: Texas A&M Engineering
Os hidrogéis são comumente usados dentro do corpo para ajudar na regeneração de tecidos e na
entrega de medicamentos. No entanto, uma vez dentro, eles podem ser um desafio para controlar. Uma
equipe de pesquisadores liderada pelo professor Akhilesh Gaharwar, da Texas A&M University, está
desenvolvendo uma nova maneira de manipular o gel – usando a luz.
A luz é uma fonte de energia particularmente atraente, pois pode ser confinada a uma área predefinida,
bem como ser ajustado pelo tempo ou intensidade da exposição à luz. Os hidrogéis responsivos à luz
são uma classe emergente de materiais usados para o desenvolvimento de dispositivos médicos não
invasivos, sem contato, precisos e controláveis em uma ampla gama de aplicações biomédicas,
incluindo terapia fototérmica, terapia fotodinâmica, entrega de medicamentos e medicina regenerativa.
Patrick Lee, um dos autores do estudo, disse que os biomateriais responsivos à luz são frequentemente
usados em aplicações biomédicas; no entanto, fontes de luz atuais, como luz ultravioleta e luz visível,
não podem penetrar suficientemente no tecido para interagir com o hidrogel. Em vez disso, a equipe
está pesquisando luz do infravermelho próximo (NIR), que tem uma maior profundidade de penetração.
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A equipe está usando uma nova classe de nanomateriais bidimensionais conhecida como dissulfeto de
molibdênio (MoS2), que mostrou toxicidade insignificante para as células e absorção superior de NIR.
Estas nanosheets com alta eficiência de conversão fototérmica podem absorver e converter luz NIR em
calor, que pode ser desenvolvida para controlar materiais termorresivos. Seu trabalho foi recentemente
publicado na revista Advanced Materials.
Em um dos estudos anteriores do grupo, alguns polímeros foram mostrados para reagir com nanofolhas
MoS 2 para formar hidrogéis. Com base nessa descoberta, a equipe utilizou ainda nanofolhas MoS 2 e
polímeros termorresponsivos para controlar o hidrogel sob a luz NIR por efeito fototérmico.
“Este trabalho aproveita a luz para ativar as interações polímero-nanomateriais dinâmicos”, disse
Gaharwar. “Após a exposição NIR, o MoS 2 atua como um epicentro de reticulação conectando-se com
várias cadeias poliméricas por meio de química de cliques impulsionada por defeitos, que é única.”
A luz NIR permite a formação interna de hidrogéis terapêuticos no corpo para a entrega precisa do
medicamento. Para a terapia do câncer, a maioria das drogas pode ser retida dentro do tumor, o que
aliviará os efeitos colaterais da quimioterapia. Além disso, a luz NIR pode gerar calor dentro dos tumores
para ablar células cancerígenas, conhecidas como terapia fototérmica. Portanto, uma combinação
sinérgica de terapia fototérmica e quimioterapia mostrou uma maior eficácia na destruição de células
cancerígenas.
Referência: Hung Pang Lee, et al., Leve-Triggered Em Gelação de Hidrogéis usando Dissuldo de
Molibdênio 2D (MoS 22) Nanoassemblies como Epicenter Crosslink, Materiais Avançados (2021). DOI:
10.1002/adma.202101238
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202101238
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202101238