Cientistas Criam Tecido Muscular Artificial Capaz de se Contrair em Múltiplas Direcções • Diário Económico

Investigadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos EUA, desenvolveram um método para criar tecido muscular artificial que se contrai e flecte em múltiplas direcções coordenadas.

Como demonstração, os cientistas desenvolveram uma estrutura artificial, alimentada pelos novos músculos, que puxa tanto de forma concêntrica como radial, muito semelhante à forma como a íris do olho humano funciona para dilatar e contrair a pupila.a d v e r t i s e m e n t

“Com o design da íris, acreditamos ter demonstrado o primeiro robô movido a músculos esqueléticos que gera força em mais do que uma direcção”, disse a professora Ritu Raman, coordenadora da equipa.

A equipa trabalha no desenvolvimento de robôs biológicos, ou biorrobôs, há vários anos. Durante esse tempo, desenvolveu uma técnica de crescimento celular que compara a uma plataforma de ginástica para células musculares cultivadas em laboratório. Um “tapete” de hidrogel estimula as células musculares a crescerem e a fundirem-se em fibras. A “rotina de exercícios” utiliza métodos de engenharia genética para forçar as células a contraírem-se em resposta a pulsos de luz. Isto resulta no crescimento de células musculares em linhas longas e paralelas, semelhantes aos músculos estriados naturais.

“Queremos fabricar tecidos que reproduzam a complexidade arquitectónica dos tecidos reais”, disse Raman. “Tomemos o exemplo da musculatura circular na nossa íris e à volta da nossa traqueia. E mesmo dentro dos nossos braços e pernas, as células musculares não apontam para a frente, mas sim para um ângulo”.

“Em vez de utilizarmos actuadores rígidos, que são típicos dos robôs subaquáticos, se pudermos utilizar robôs biológicos macios, poderemos navegar e ser muito mais eficientes do ponto de vista energético, sendo ao mesmo tempo completamente biodegradáveis e sustentáveis”

Para desenvolver o seu tecido muscular multidireccional, a equipa teve uma ideia surpreendentemente simples: selos. O carimbo tem padrões microscópicos, mas estes podem ser impressos num hidrogel, criando algo semelhante aos tapetes de treino muscular desenvolvidos anteriormente. Os padrões no tapete impresso servem então como um roteiro ao longo do qual as células musculares podem seguir e crescer.

Segundo o site Inovação Tecnológica, o carimbo é então pressionado num hidrogel macio em diferentes orientações até formar a estrutura desejada, que é, portanto, semeada com células musculares reais. As células crescem ao longo das ranhuras no interior do hidrogel, formando fibras. Quando estas fibras são estimuladas, o músculo contrai-se nas múltiplas direcções traçadas quando o carimbo é aplicado, seguindo a orientação das fibras resultantes.

O carimbo pode ser fabricado utilizando impressoras 3D de secretária, com diferentes padrões de ranhuras microscópicas, tornando possível o crescimento de padrões musculares complexos que parecem e agem como os seus homólogos naturais. A equipa acredita que o mecanismo funcionará bem para outros tipos de tecido biológico, como neurónios e células cardíacas.

Um dos objectivos actuais será conceber materiais biológicos que imitem a detecção, a actividade e a capacidade de resposta dos tecidos reais do corpo.

Os tecidos biológicos artificiais poderão ser úteis em áreas que vão da medicina às máquinas. Por exemplo, os investigadores já estão a tentar fabricar tecidos artificiais que possam restaurar a função de pessoas com lesões neuromusculares. Outra linha de investigação envolve a criação de músculos artificiais para utilização em robótica suave, como nadadores movidos a músculos que se deslocam na água com uma flexibilidade semelhante à dos peixes.