Uma equipa de investigadores da Universidade de Coimbra (UC) desenvolveu um novo aerogel a partir de polímeros naturais, com aplicações na área médico-farmacêutica, especialmente em medicina regenerativa.

O estudo, publicado na revista Materials Chemistry and Physics, foi desenvolvido, ao longo dos últimos quatro anos, no Centro de Investigação em Engenharia dos Processos Químicos e dos Produtos da Floresta (CIEPQPF) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC), no âmbito do projeto “SterilAerogel”, financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT), no valor de 230 mil euros.

O “SterilAerogel”, segundo a coordenadora do projeto, Mara Braga, tem como grande objetivo, dar resposta a um problema de saúde “que afeta, cada vez mais, a população mundial, especialmente a população idosa – fraturas ósseas e problemas degenerativos e inflamatórios –, através do desenvolvimento de aerogéis inovadores à base de polímeros naturais, prontos a ser usados na regeneração de tecidos, mas também em pensos para tratar feridas”.

Para obter um novo aerogel natural e completamente esterilizado, o projeto envolveu várias fases. Primeiro, após uma exaustiva triagem de combinações de polieletrólitos naturais (dois polímeros com cargas opostas que, quando são postos em contacto no meio adequado, se ligam de forma natural), os investigadores verificaram num dos estudos que o complexo polieletrólito de quitosano e goma xantana era o mais adequado para o fim pretendido.

A partir daqui, a equipa de Mara Braga avançou para a produção do novo aerogel, através de um processo integrado, em que a secagem e a esterilização são realizadas sequencialmente e no mesmo equipamento, evitando procedimentos adicionais. Este processo envolveu diferentes etapas, sendo a primeira a gelificação para obter um hidrogel, que foi depois convertido em alcogel e colocado dentro de uma embalagem de esterilização, para permitir o manuseamento da amostra após o processo sem que haja qualquer risco de contaminação.

Por último, a amostra foi seca e esterilizada com um equipamento específico recorrendo a dióxido de carbono (CO₂) em estado supercrítico, num sistema sequencial nunca antes feito. No final, foi obtido um aerogel natural com todas as propriedades adequadas para aplicação em medicina regenerativa.

A grande inovação do projeto está, precisamente, na “técnica usada para o processamento do polímero natural. Os biopolímeros caracterizam-se pela elevada biocompatibilidade para utilização nos organismos vivos, no entanto, exigem um processo rigoroso de esterilização, garantindo que não se perdem as propriedades físico-químicas e estruturais, ou seja, que não se degradem no processo de esterilização”, afirma a investigadora da FCTUC.

“Ao adotarmos a tecnologia com fluido supercrítico para a preparação e esterilização do aerogel, garantimos a biocompatibilidade ao interagir com o organismo sem causar grandes efeitos secundários, comparativamente aos sintéticos, e resíduos de solventes orgânicos do seu processamento”, acrescenta.

Para verificar a eficácia da tecnologia, foram realizados vários testes, com a colaboração do Centro de Neurociências e Biologia Celular (CNC), como explica Mara Braga: “contaminou-se a matriz (aerogel) com um bacilo – Bacillus atrophaeus –, que é o bacilo indicado na farmacopeia como referência para métodos de esterilização, e posteriormente aplicámos o nosso método na descontaminação”. Das muitas experiências realizadas, nota, “conseguiu-se sempre realizar com sucesso todas as fases, desde o processamento do polímero até ao formato final – já colocado no interior do saco de esterilização –, pronto a ser utilizado, bastando abrir a embalagem e aplicar”.

Para que este novo aerogel completamente natural e sem resíduos químicos possa ser utilizado na área da saúde, ainda são necessários mais estudos, nomeadamente aumentar a escala das experiências e determinar o prazo de validade do produto final, porque, tratando-se de um polímero natural, a sua vida útil é inferior à dos polímeros sintéticos, “pretendemos saber se, depois de esterilizado, o aerogel garante seis meses de validade, que é o prazo standard para este tipo de produtos”, esclarece Mara Braga.

Embora o projeto se tenha focado na área da saúde, o novo aerogel tem potencial para outras aplicações, por exemplo, como adsorventes para tratamento de águas residuais.

Fotos: UC e DR.