Engenheiros criam biomaterial que repara cartilagem danificada

A osteoartrite, ou degeneração da cartilagem nas articulações, é uma doença dolorosa e fisicamente limitante que atinge mais de três milhões de adultos nos EUA todos os anos. Sem tratamento, o osso entra em atrito com o osso, tornando-o profundamente desconfortável e difícil de mover. Mas o tratamento preferido de hoje também não é um passeio no parque. A cirurgia de microfratura, que envolve a criação de pequenos orifícios no osso, desencadeia a criação natural de fibrocartilagem induzida por coágulos sanguíneos, que funciona principalmente como cartilagem articular (ou articular). A recuperação deste procedimento leva várias semanas de fisioterapia e meses de atividade reduzida. Pacientes com osteoartrite particularmente avançada devem ser submetidos a uma cirurgia de substituição de cartilagem, que leva pelo menos seis semanas para se recuperar, ou a uma substituição completa do joelho, seguida por um período de recuperação de um ano.

Em um papel para o Anais da Academia Nacional de Ciências, pesquisadores da Northwestern University apresentam “andaimes injetáveis” – um biomaterial personalizado projetado para reparar cartilagens articulares danificadas. O material consiste em uma iteração personalizada de ácido hialurônico (um polissacarídeo natural encontrado na cartilagem e usado em produtos para a pele) e um peptídeo bioativo que se liga ao TGFb-1, uma proteína responsável pelo crescimento da cartilagem. Juntos, esses componentes criam feixes de fibras em nanoescala que imitam a estrutura natural da cartilagem, ao mesmo tempo que estimulam o corpo a reparar a cartilagem danificada – e a manter o que resta.

Um experimento inicial envolvendo ovelhas produziu resultados promissores. Tal como os humanos, as ovelhas possuem cartilagem articular não regenerativa que, uma vez danificada, torna difícil suportar o peso uniformemente entre os membros. Em parceria com veterinários ortopédicos da Universidade de Wisconsin-Madison, a equipe injetou seu material nos joelhos de ovelhas com defeitos de cartilagem. O biomaterial “transformou-se numa matriz emborrachada”, preenchendo as lacunas na cartilagem danificada dos animais e produzindo uma estrutura mais resistente.

“Um estudo sobre um modelo de ovelha é mais preditivo de como o tratamento funcionará em humanos. Em outros animais menores, a regeneração da cartilagem ocorre muito mais rapidamente”, disse Samuel Stupp, um renomado cientista de materiais da Northwestern. “Nossa nova terapia pode induzir reparo em um tecido que não se regenera naturalmente. Acreditamos que nosso tratamento poderia ajudar a resolver uma necessidade clínica séria e não atendida.”

A equipe de Stupp prevê um futuro em que seu biomaterial possa prevenir cirurgias de substituição do joelho, reparando tecidos danificados antes que seja necessário um procedimento mais invasivo. Dependendo dos resultados de testes futuros, o material também poderá encontrar um lugar na medicina esportiva, onde podem ocorrer danos à cartilagem após uma torção grave ou lesão relacionada ao impacto.