Dezvoltat din ingrediente naturale, un nou tip de gel ar putea deveni, în viitorul nu tocmai îndepartat, un aliat esential în tratamentul ranilor.
O cercetatoare din Canada a creat acest gel piezoelectric – un material care produce electricitate atunci când este comprimat sau întins – si a deschis astfel calea catre o noua generatie de tratamente medicale, inspirate de procesele naturale de vindecare ale corpului uman.
O descoperire întâmplatoare
Atunci când suferim o rana, indiferent ca este vorba de o fractura sau o simpla zgârietura, organismul nostru declanseaza un proces complex de vindecare. Un aspect mai putin cunoscut este faptul ca acest proces începe cu un semnal electric: un „S.O.S.” bioelectric transmis pentru a atrage celulele specializate în regenerarea tesuturilor. Aici intervine noul gel piezoelectric, care ar putea amplifica acest semnal natural, accelerând astfel vindecarea.
Erica Pensini, inginer chimist la Universitatea din Guelph, Ontario, a descoperit gelul în mod accidental. Ea încerca sa studieze interactiunea dintre amine (compusi chimici des întâlniti în produsele cosmetice) si acidul oleic, un component al grasimilor naturale precum uleiul de masline. Însa, când a combinat cele doua substante cu apa, în eprubeta a aparut o substanta vâscoasa, asemanatoare cu o mâzga.
Intrigati, Pensini si colegii sai de laborator au început sa studieze proprietatile electrice ale noii substante. Au introdus electrozi în gel, apoi l-au presat între doua placi de sticla. Rezultatul? O mica descarcare electrica.
Era dovada clara ca gelul era piezoelectric. Proprietatea de a produce electricitate atunci când este deformat nu este straina corpului uman. Pielea, oasele, tendoanele si chiar unghiile noastre au caracteristici piezoelectrice. Diferenta este ca noul gel este compus aproape în întregime din apa si ingrediente provenite din surse biologice.
Astfel, este mai compatibil cu tesuturile umane decât alte materiale piezoelectrice, fabricate industrial. Pensini a dorit sa faca gelul mai sigur pentru utilizare medicala.
Aminele pot provoca iritatii ale pielii, asa ca le-a înlocuit cu aminoacizi – componente esentiale ale proteinelor, care se regasesc în mod natural în organism. Schimbarea nu a afectat capacitatea gelului de a genera electricitate. „Ambele versiuni sunt piezoelectrice,” spune Pensini. „Din acest punct de vedere, nu sunt atât de diferite.”
Cum functioneaza gelul?
Cantitatea de electricitate generata depinde de cât de mult este comprimat gelul. De exemplu, o cantitate de marimea unui bob de mazare redusa la jumatate din volumul sau initial poate produce câtiva microamperi de curent.
Desi pare o cantitate minuscula comparativ cu energia unei baterii AA, pentru semnalele biologice din corp este mai mult decât suficient. Apa joaca un rol esential în aceasta formula, iar în lipsa ei, gelul devine un solid casant si îsi pierde proprietatile piezoelectrice.
În forma sa optima, gelul contine 90% apa, acid oleic si un aminoacid numit lizina. Aceasta combinatie a produs cel mai puternic semnal electric în testele efectuate. Aminoacizii functioneaza ca niste baterii minuscule, fiecare are o parte pozitiva si una negativa. Daca reusesti sa-i aliniezi corect – proces facilitat prin întinderea sau comprimarea gelului – ei genereaza electricitate, exact ca bateriile aliniate într-o lanterna.
Descoperirea a fost publicata în Journal of Molecular Liquids si iScience. Echipa condusa de Pensini continua sa testeze diverse formule, folosind alti aminoacizi si proportii diferite de apa, pentru a perfectiona compozitia. Pe lânga testele de laborator, cercetatorii au folosit raze X, lumini speciale si microscoape pentru a analiza structura interna a gelului.
Rezultatul: gelul are o structura de cristal lichid – o combi-natie între proprietatile solide si cele lichide – care este esentiala pentru functionarea sa. Ashley Brown, specialista în bioinginerie la Universitatea de Stat Carolina de Nord, considera ca descoperirea este promitatoare, dar subliniaza ca e nevoie de studii suplimentare.
„Gelul trebuie testat în scenarii clinice reale. Reteta ar putea avea nevoie de ajustari pentru diverse tipuri de rani.”
În afara de utilizarea în tratamentul ranilor, acest gel ar putea avea un impact semnificativ si în domeniul dispozitivelor medicale implantabile. Seung-Wuk Lee, specialist în bioinginerie la Universitatea din California, Berkeley, vede în gel o posibila sursa de energie pentru dispozitive precum stimulatoarele cardiace.
„Înlocuirea bateriei constituie un proces dificil si invaziv,” spune el. „Cu un astfel de gel, dispozitivele ar putea fi alimentate, pur si simplu, de miscarile naturale ale corpului.”
GABRIEL TUDOR
Comentarii