Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) anunciaram o desenvolvimento de um novo método para cultivar tecido muscular artificial capaz de se contrair e flexionar em diferentes direções coordenadas.
A técnica representa um avanço nos estudos sobre robôs biohíbridos, que utilizam tecidos vivos para executar movimentos.
Segundo comunicado divulgado pelo MIT, o músculo artificial desenvolvido no experimento demonstrou a capacidade de se contrair de forma concêntrica e radial. O movimento é semelhante ao funcionamento da íris humana, responsável por dilatar e contrair a pupila.
Até o momento, os modelos de músculos artificiais construídos em laboratório apresentavam contrações limitadas a uma única direção.
Essa limitação restringia a amplitude e a complexidade dos movimentos realizados por robôs biohíbridos. O novo modelo representa uma mudança na arquitetura do tecido muscular artificial, permitindo a criação de estruturas com movimento mais versátil.
O estudo do MIT ocorre em paralelo a outras pesquisas internacionais na área. Recentemente, cientistas das Universidades de Tóquio e Waseda, no Japão, apresentaram uma mão biohíbrida construída com tecido muscular cultivado em laboratório. No entanto, o modelo japonês também era limitado a movimentos unidirecionais.
O avanço da equipe do MIT foi possível por meio de uma técnica baseada no uso de um pequeno carimbo portátil. O dispositivo padroniza ranhuras microscópicas tridimensionais em um hidrogel macio.
Após o processo de estampagem, o hidrogel é semeado com células musculares reais, que se alinham ao longo das ranhuras e formam fibras capazes de se contrair em múltiplas direções.
As fibras foram estimuladas em laboratório para realizar movimentos coordenados. A estrutura formada pelo tecido muscular artificial foi modelada em forma de íris, o que permitiu a observação do movimento concêntrico e radial.
Os pesquisadores afirmam que a técnica também pode ser aplicada na produção de outros tipos de tecidos, como neurônios e células cardíacas.
“Queremos fazer tecidos que reproduzam a complexidade arquitetônica de tecidos reais”, afirmou Ritu Raman, professora de Engenharia de Tecidos no Departamento de Engenharia Mecânica do MIT. “Para fazer isso, você realmente precisa desse tipo de precisão em sua fabricação.”
A aplicação da técnica desenvolvida pelo MIT ainda está em fase experimental, mas os pesquisadores apontam potenciais usos em áreas como reabilitação médica, engenharia de tecidos e robótica avançada.
Um dos objetivos é empregar tecidos artificiais na restauração de funções motoras em pessoas com lesões neuromusculares. Outra possibilidade envolve o uso de músculos artificiais em robôs com maior capacidade de resposta e controle de movimento.
De acordo com os pesquisadores, a abordagem baseada no carimbo permite a criação de padrões precisos e reprodutíveis em materiais biológicos, o que representa um diferencial em relação a técnicas anteriores.
Além disso, o método pode ser ajustado para trabalhar com diferentes tipos celulares, sem necessidade de adaptação estrutural do processo.
“Neste trabalho, queríamos mostrar que podemos usar essa abordagem de carimbo para fazer um ‘robô’ que pode fazer coisas que robôs anteriores movidos a músculos não conseguem fazer”, declarou Raman.
“Escolhemos trabalhar com células musculares esqueléticas. Mas não há nada que impeça você de fazer isso com qualquer outro tipo de célula.”
A pesquisa também se insere em um campo emergente da ciência e da engenharia conhecido como robótica biohíbrida.
O setor combina componentes biológicos com estruturas robóticas tradicionais, com o objetivo de desenvolver sistemas mais eficientes, sensíveis e adaptáveis.
A integração entre tecidos vivos e componentes artificiais é vista por cientistas como um caminho para superar limitações dos robôs convencionais, sobretudo em tarefas que exigem precisão e flexibilidade.
O estudo conduzido pelo MIT ainda passará por novas etapas de testes e validação, especialmente em relação à durabilidade, controle neural e integração com sistemas biológicos mais complexos.
No entanto, os resultados obtidos até o momento indicam um avanço significativo na fabricação de tecidos artificiais funcionais.
A pesquisa está sendo conduzida em parceria com outras instituições e conta com financiamento de agências científicas dos Estados Unidos. Não há previsão, por ora, de aplicação comercial ou clínica da tecnologia.
As próximas fases devem envolver experimentos com modelos animais para avaliar a funcionalidade e a biocompatibilidade dos tecidos desenvolvidos.
Com o novo método, os cientistas pretendem explorar outras possibilidades de engenharia de tecidos, inclusive para fins não relacionados à robótica. O domínio da técnica de estampagem com precisão microscópica pode abrir caminhos para a fabricação de órgãos artificiais, próteses bioativas e sistemas de regeneração tecidual.
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