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Novo polímero tem propriedades de DNA e colágeno

Solução fria do supergel poderá formar barreira de proteção sobre ferimento à temperatura corporal

Mark Peplow e revista Nature
Shutterstock
Concepção artística de rede de polímeros
Pegue um quilograma de polímero de poliisocianeto. Polvilhe-o à vontade em uma piscina olímpica. Aqueça gentilmente. Em alguns minutos, sua gelatina está pronta. Serve 25 milhões. 

Alan Rowan, químico de materiais da Universidade Radbout, em Nijmegen, na Holanda, está descrevendo as propriedades de um incrível polímero desenvolvido em seu laboratório e apresentado em 24 de janeiro na Nature. Ele não executou de fato o experimento da piscina, mas parece que adoraria tentar. Quando se trata de formar géis, conta ele animadamente, seu polímero é “provavelmente o melhor do mundo – uma ordem de magnitude melhor que qualquer outro”.

Mas ele oferece muito mais que porções épicas de sobremesa: esse é o primeiro polímero sintético que consegue atingir a rigidez encontrada em muitos polímeros biológicos, aponta Margaret Gardel, biofísica da University of Chicago, Illinois, que escreveu um artigo de notícias e opiniões para acompanhar a publicação. “Quase todos os biopolímero, como o DNA ou o colágeno, têm alguma rigidez inerente”, explica ela; polímeros sintéticos, em contraste, tendem a ser extremamente flexíveis.

Fitas do polímero de Rowan tem uma estrutura helicoidal com milhares de peptídeos curtos saindo de suas laterais, cada um carregando longas caudas feitas de cadeias repetidas de carbono e oxigênio. Átomos de nitrogênio e hidrogênio em peptídeos próximos se ligam uns aos outros para conferir rigidez à estrutura, e as caudas de carbono e oxigênio se ligam prontamente a moléculas de água, tornando o polímero extremamente solúvel.

Estrutura forte

Uma vez que o polímero tenha sido dissolvido, aquecê-lo faz com que as caudas empurrem moléculas de água para longe e formem ligações com fitas vizinhas de polímero. Acima de certa temperatura, a solução se transforma em gel em questão de segundos, conforme as fitas se autoestruturam em aglomerados de aproximadamente 10 nanômetros. Assim como acontece com os biopolímeros em uma célula viva, ou com as fibras de uma corda, o “empacotamento” enrijece toda a estrutura. “O mecanismo em nanoescala é o mesmo da macroescala”, observa Rowan. 

Pesquisadores já sabiam que a aglomeração era importante para fortalecer biopolímeros. Mas a equipe de Rowan mediu a rigidez de fitas individuais e de outros aglomerados, e mostrou a relação entre as duas. “Agora que entendemos os princípios, podemos começar a fazer géis a concentrações ainda mais baixas”, prevê Rowan.

A capacidade que o polímero tem de formar um gel ao ser aquecido é relativamente incomum: o oposto é verdade para a maioria dos géis. Uma solução de gelatina, por exemplo, pode ser resfriada para formar geléia. Rowan imagina que uma solução fria de seu polímero, derramada sobre uma ferida para proteger o tecido rapidamente formaria uma barreira de gel quando ela se aquecesse à temperatura corporal; aplicar gelo sobre o gel poderia liquefazê-lo quando ele não fosse mais necessário. Os pesquisadores agora estão fazendo testes com esse conceito, “usando uma perna de porco que colocamos no forno a 40°C”, explica Rowan. 

Este artigo foi reproduzido com permissão da revista Nature. O artigo foi publicado pela primeira vez em 23 de janeiro de 2013.

 
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