Um novo adesivo mecanicamente ativo combate a atrofia muscular

22 de novembro de 2022 Por Jim Hammerand

Protótipos de dispositivos de adesivo tecidual de gel-elastômero-nitinol mecanicamente ativos (MAGENTA) feitos com uma mola de nitinol e isolamento de elastômero, com um centavo por escala [Foto cortesia do Instituto Wyss da Universidade de Harvard]

Eles o chamam de MAGENTA, um acrônimo para adesivo de tecido de gel-elastômero-nitinol mecanicamente ativo. Pesquisadores do Instituto Wyss para Engenharia de Inspiração Biológica da Universidade de Harvard e da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A. Paulson de Harvard testaram com sucesso o MAGENTA em um modelo animal e publicaram seu estudo na Nature Materials.

"Com o MAGENTA, desenvolvemos um novo sistema integrado de múltiplos componentes para a mecanoestimulação do músculo que pode ser colocado diretamente no tecido muscular para acionar as principais vias moleculares para o crescimento", disse o autor sênior David Mooney, membro do corpo docente fundador da Wyss, em uma comunicado de imprensa. "Embora o estudo forneça primeiro [a] prova de conceito de que os movimentos de alongamento e contração fornecidos externamente podem prevenir a atrofia em um modelo animal, pensamos que o design principal do dispositivo pode ser amplamente adaptado a várias configurações de doenças em que a atrofia é um problema importante ."

O sistema MAGENTA usa uma mola feita de nitinol, uma liga de níquel-titânio usada em dispositivos médicos por suas habilidades de memória de forma. Quando aquecida, a mola de nitinol atua rapidamente, controlada por uma unidade microprocessada programada com a frequência e duração dos ciclos de alongamento e contração.

Um material de elastômero isola a mola de nitinol do dispositivo MAGENTA, que é fixada ao tecido muscular com um "adesivo resistente". O dispositivo transmite a força mecânica profundamente no músculo quando alinhado com o eixo natural do movimento muscular.

[Ilustração cortesia do Instituto Wyss da Universidade de Harvard]

Os pesquisadores então colocaram o dispositivo nas pernas do camundongo e os engessaram por até duas semanas.

“Embora os músculos não tratados e os músculos tratados com o dispositivo, mas não estimulados, definharam significativamente durante esse período, os músculos ativamente estimulados mostraram perda muscular reduzida”, disse o primeiro autor e bolsista de desenvolvimento de tecnologia da Wyss, Sungmin Nam, no comunicado à imprensa. "Nossa abordagem também pode promover a recuperação da massa muscular que já havia sido perdida durante um período de três semanas de imobilização e induzir a ativação das principais vias de mecanotransdução bioquímica conhecidas por provocar a síntese de proteínas e o crescimento muscular".

Essas imagens mostram o dispositivo MAGENTA, sua aparência quando implantado no músculo da panturrilha de um camundongo e quanto deslocamento o dispositivo causa. [Imagem cortesia do Instituto Wyss da Universidade de Harvard]

Os pesquisadores também experimentaram o uso de luz para acionar o dispositivo, substituindo os fios que ligam a mola de nitinol ao microprocessador. A luz do laser brilhando através da pele foi capaz de acionar o dispositivo, mas não atingiu as mesmas frequências, com o tecido adiposo aparentemente absorvendo parte da luz.

Os pesquisadores disseram acreditar que o desempenho do dispositivo e a sensibilidade à luz podem ser melhorados.

"As capacidades gerais do MAGENTA e o fato de que sua montagem pode ser facilmente dimensionada de milímetros a vários centímetros podem torná-lo interessante como uma peça central da futura mecanoterapia não apenas para tratar a atrofia, mas talvez também para acelerar a regeneração da pele, coração e outros lugares que podem se beneficiar dessa forma de mecanotransdução", disse Nam.