Géis dobrados como kirigami podem moldar tecidos, em laboratório

Dobre uma folha de papel, faça alguns cortes e desdobre-a: obtém um floco de neve. É o kirigami, técnica que os engenheiros já adaptaram a estruturas desdobráveis para naves espaciais e a semicondutores. Na Faculdade de Engenharia da Universidade de Illinois em Chicago, uma equipa aplicou agora a mesma lógica a géis moles capazes de albergar células vivas, para construir formas que imitam os tecidos do corpo humano.

As técnicas do kirigami conferem a materiais planos e rígidos uma nova elasticidade e flexibilidade, e permitem remodelar um material sem alterar a sua composição. O seu potencial tem sido explorado em tecnologias vestíveis e na ótica, mas, como afirmou Gasvoda, ainda não em engenharia de tecidos nem com materiais moles, semelhantes a géis, que transportam células. A equipa afirma que as abordagens convencionais «têm tido dificuldade em reproduzir algumas destas estruturas, sobretudo as que apresentam curvaturas complexas e outras características intrincadas».

O mecanismo assenta em duas ideias. A primeira é o próprio hidrogel, um gel rico em água feito de gelatina e alginato, um polímero natural derivado de algas. A segunda é a fotolitografia, técnica que recorre a luz padronizada para criar regiões com densidades de reticulação diferentes, ou seja, regiões em que as cadeias do polímero estão ligadas entre si de forma mais ou menos apertada. Os investigadores conceberam uma estrutura exterior rígida, que mantém a forma no meio de cultura, enquanto as regiões interiores absorvem o meio e se expandem. Esta diferença faz com que a construção se dobre, se enrole e se transforme ao longo do tempo, o que o artigo designa por «4D»: uma estrutura tridimensional cuja forma muda com a passagem do tempo. As construções atingem a forma final sem qualquer manipulação adicional por parte dos investigadores.

O resultado é, ainda, uma demonstração de laboratório. A equipa mostrou que a plataforma consegue gerar geometrias complexas ao mesmo tempo que se forma novo tecido, mas ainda não foi testada em animais, e os autores não indicam uma data para essa etapa. O seu objetivo a longo prazo é a transposição para a clínica, o que constituiria uma fase ainda posterior.

Para já, nada muda para os doentes. Para os engenheiros de tecidos, a abordagem oferece uma nova forma de programar a forma de uma construção, em vez de a moldar à mão. Se os estudos com animais avançarem, os alvos declarados pela equipa são cartilagem, osso, tecidos traqueais e vasculares, as estruturas cujas formas tridimensionais intrincadas têm sido mais difíceis de reproduzir.