Os cientistas de Cambridge criaram um gel que poderia acabar com a dor da artrite

O material mole pode ser carregado com medicamentos anti-inflamatórios que são liberados em resposta a pequenas alterações no pH no corpo. Durante um surto de artrite, uma articulação fica inflamada e um pouco mais ácida que o tecido circundante.

O material, desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Cambridge, foi projetado para responder a essa mudança natural no pH. À medida que a acidez aumenta, o material se torna mais macio e mais parecido com uma geléia, desencadeando a liberação de moléculas de medicamento que podem ser encapsuladas em sua estrutura.

Como o material foi projetado para responder apenas dentro de uma faixa de pH estreita, a equipe diz que os medicamentos podem ser liberados com precisão onde e quando são necessários, potencialmente reduzindo os efeitos colaterais.

Se usado como cartilagem artificial nas articulações artríticas, essa abordagem pode permitir o tratamento contínuo da artrite, melhorando a eficácia dos medicamentos para aliviar a dor e combater a inflamação. A artrite afeta mais de 10 milhões de pessoas no Reino Unido, custando ao NHS cerca de 10,2 bilhões de libras anualmente. Estima -se que o mundo afete mais de 600 milhões de pessoas.

Embora sejam necessários ensaios clínicos extensos antes que o material possa ser usado em pacientes, os pesquisadores dizem que sua abordagem pode melhorar os resultados para pessoas com artrite e para aqueles com outras condições, incluindo câncer. Seus resultados são relatados no Jornal da American Chemical Society.

O material desenvolvido pela equipe de Cambridge usa links cruzados especialmente projetados e reversíveis em uma rede de polímeros. A sensibilidade desses links para alterações nos níveis de acidez fornece ao material propriedades mecânicas altamente responsivas.

O material foi desenvolvido no grupo de pesquisa do professor Oren Scherman no Departamento de Química de Yusuf Hamied de Cambridge. O grupo é especializado em projetar e construir esses materiais exclusivos para uma variedade de aplicações em potencial.

“Há um tempo, estamos interessados ​​em usar esses materiais nas articulações, pois suas propriedades podem imitar as da cartilagem”, disse Scherman, professor de química supramolecular e polímera e diretor do Laboratório de Melville para síntese de polímeros. “Mas combinar isso com a administração de medicamentos altamente direcionados é uma perspectiva realmente emocionante”.

“Esses materiais podem ‘sentir’ quando algo está errado no corpo e responde entregando tratamento exatamente onde é necessário”, disse o primeiro autor, Stephen O’Neill. “Isso pode reduzir a necessidade de doses repetidas de drogas, melhorando a qualidade de vida do paciente”.

Ao contrário de muitos sistemas de administração de medicamentos que requerem gatilhos externos, como calor ou luz, este é alimentado pela própria química do corpo. Os pesquisadores dizem que isso pode abrir caminho para tratamentos de artrite mais duradouros e direcionados que respondem automaticamente a surtos, aumentando a eficácia e reduzindo os efeitos colaterais prejudiciais.

Nos testes de laboratório, os pesquisadores carregaram o material com um corante fluorescente para imitar como um medicamento real pode se comportar. Eles descobriram que, nos níveis de acidez típicos de uma articulação artrítica, o material liberou substancialmente mais carga de medicamentos em comparação com níveis normais e saudáveis ​​de pH.

“Ao ajustar a química desses géis, podemos torná-los altamente sensíveis às mudanças sutis de acidez que ocorrem no tecido inflamado”, disse o co-autor Dr. Jade McCune. “Isso significa que os medicamentos são liberados quando e onde são mais necessários”.

Os pesquisadores dizem que a abordagem pode ser adaptada a uma série de condições médicas, ajustando a química do material. “É uma abordagem altamente flexível, para que, em teoria, pudéssemos incorporar medicamentos de ação rápida e de ação lenta e ter um único tratamento que dura dias, semanas ou até meses”, disse O’Neill.

As próximas etapas da equipe envolverão testar os materiais em sistemas vivos para avaliar seu desempenho e segurança em um ambiente fisiológico. A equipe diz que, se for bem -sucedido, sua abordagem poderá abrir a porta para uma nova geração de biomateriais responsivos capazes de tratar doenças crônicas com maior precisão.

A pesquisa foi apoiada pelo Conselho Europeu de Pesquisa e pelo Conselho de Pesquisa em Engenharia e Ciências Físicas (EPSRC), parte da Pesquisa e Inovação do Reino Unido (UKRI). Oren Scherman é membro do Jesus College, Cambridge.