Cientistas criam cartilagem artificial que poderá acabar com a dor no joelho

Analgésicos, fisioterapia e até injeções de esteroides. Algumas pessoas tentam de tudo para tratar a dor no joelho. O problema, chamado osteoartrite, costuma ocorrer devido ao desgaste progressivo da cartilagem, pode estar com os dias contados, graças a uma invenção à base de hidrogel.

Um estudo liderado pela Universidade Duke, nos EUA, e que sairá na edição de setembro da revista científica Advanced Functional Materials, traz o primeiro substituto de cartilagem à base de gel que é mais forte e durável do que a própria estrutura orgânica.

Segundo o site da universidade americana, testes mecânicos revelaram que o hidrogel (material feito de polímeros que absorvem água) pode ser pressionado e puxado com mais força do que a cartilagem natural e é três vezes mais resistente ao desgaste.

Implantes dessa estrutura estão sendo testados em ovelhas pela empresa americana Sparta Biomedical. Os pesquisadores estão se preparando para iniciar os ensaios clínicos em humanos no próximo ano.

“Se tudo correr conforme o planejado, o ensaio clínico deve começar em abril de 2023”, afirma o pesquisador Benjamin Wiley, principal autor do estudo, citado pelo site da Duke.

Para construir a cartilagem de hidrogel, a equipe usou folhas finas de fibras de celulose e as uniu com um polímero chamado álcool polivinílico (espécie de gosma composto por várias cadeias fibrosas de moléculas) para formar o gel.

As fibras de celulose agem como o colágeno da cartilagem natural, explica Wiley, dando força ao gel quando são esticadas. O álcool polivinílico faz com que a estrutura retome sua forma original. O resultado é um material semelhante à gelatina, composto por 60% de água, que é flexível, mas surpreendentemente forte.

De acordo com o site da Universidade Duke, a cartilagem natural pode resistir de uma tonelada por cm a 1,5 tonelada por cm de puxão e esmagamento, respectivamente, antes de atingir seu ponto de ruptura. A nova versão artificial é a primeira à base de hidrogel que pode suportar ainda mais. É 26% mais forte do que a cartilagem natural em tensão. Seria como suspender sete pianos de cauda (peso médio de 289 kg) usando um simples chaveiro. Ela também tem 66% mais capacidade de compressão.

Implante com abordagem diferenciada

Nossa cartilagem forma uma camada fina que cobre as extremidades dos ossos para que evitem o desgaste ao se chocarem uns contra os outros. Como mostra o site da universidade, estudos anteriores não conseguiram unir hidrogéis diretamente ao osso ou cartilagem com força suficiente para evitar que se soltassem ou saíssem do lugar. Então, a equipe da Duke criou uma abordagem diferenciada.

O novo método de fixação envolve cimentar e prender o hidrogel a uma base de titânio, que é pressionada e fixa a um buraco que ocupa o lugar da cartilagem danificada. Testes mostram que o design fica 68% mais firme do que a cartilagem natural no osso.

Em testes de desgaste, os pesquisadores pegaram a cartilagem artificial e a natural e as pressionaram uma contra a outra um milhão de vezes, com uma força semelhante à que o joelho experimenta durante a caminhada.

Usando exame de varredura de raios-X de alta resolução, chamado microtomografia computadorizada, os cientistas descobriram que a superfície do implante de hidrogel aguentou três vezes mais do que a estrutura natural.

A Universidade Duke lembra que, considerada o último recurso para tratamento da osteoartrite, a substituição da cartilagem do joelho é uma maneira comprovada de aliviar a dor. Mas as articulações artificiais também não duram tanto tempo. Em pacientes mais jovens, que desejam evitar o implante de dispositivos que serão substituídos no futuro, Benjamin Wiley revela que, no momento, “não há opções muito boas por aí”.