A medusa artificial é feita de silicone e células de rato. Ela é capaz de nadar através de impulsos elétricos
/AFP
Experimento pode representar avanço na engenharia de tecidos humanos.
Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia
(Caltech) e da Universidade de Harvard criaram a chamada medusoide: uma
medusa que se movimenta através de estímulos elétricos a partir da
estrutura de uma água viva e de células musculares de ratos. O estudo
foi publicado na revista “Nature Biotechnology”.
Acredita-se que
medusas são os animais com multi órgãos mais antigos do mundo, e que,
possivelmente, estão presentes na Terra há cerca de 500 milhões de anos.
Como utilizam um músculo para bombear a água e se mover, sua função —
num nível muito básico — é similar a de um coração humano, o que faz com
que este animal seja um bom sistema biológico a ser analisado para que
se tenha progressos na engenharia de tecidos.
— Um dos objetivos
de nosso estudo foi avançar na engenharia de tecidos — ressalta Janna
Nawroth, autora principal da pesquisa pela Caltech. — Cientistas copiam
um tecido ou órgão apenas se baseando no que eles pensam ser importante,
mas sem entender se estes componentes são relevantes para se conseguir a
função desejada, e sem analisar primeiro como se pode utilizar
diferentes materiais.
O estudo acrescenta que algumas funções do
organismo — neste caso, a natação — não podem ser realizadas se apenas
forem copiados seus elementos individuais, sem se levar em conta o todo.
Kevin Kit Parker, profesor de Bioengenharia e Física Aplicada da
Universidade de Harvard, trabalhou, durante anos, com John Dabiri,
professor de Aeronáutica e Bioengenharia na Caltech, e tutor de Nawroth,
para compreender os fatores principais que contribuem para a propulsão
das medusas, incluindo a disposição de seus músculos, como contraem e
relaxam seu corpo, e de que maneira os efeitos fluidodinâmicos ajudam ou
dificultam seus movimentos. Em seguida, os pesquisadores começaram a
desenhar a medusa artificial.
Os cientistas selecionaram um
material elástico e gelatinoso, relativamente similar ao de uma medusa
real para formar seu corpo.
A equipe utilizou um polímero de silicone e
um padrão de proteínas. Quando ela foi colocada em ambiente líquido,
condutor de eletricidade, e mudaram a voltagem de zero para cinco volts,
a medusoide começou a nadar com contrações sincronizadas.
Segundo
os pesquisadores, com relativamente poucos componentes — como silicone e
células —, foi possível reproduzir alguns dos comportamentos complexos
de natação e alimentação de medusas biológicas.
Este avanço da
engenharia com base na biologia demonstra que, em vez de simplesmente
imitar a natureza, a atenção deve se concentrar na função dos órgãos. Os
especialistas afirmam que esta nova estratégia de design poderá ser
aplicada na engenharia inversa de órgãos musculares de seres humanos.
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