Molécula que imita o crescimento dos ossos

As forças intermoleculares têm papéis incontáveis na vida e no mundo ao redor de nós. As forças intermoleculares mantêm as fitas de nosso DNA unidas, fornecem estrutura para as nossas membranas celulares, fazem com que os pés das lagartixas preguem nas paredes e telhados, não deixam que a água entre em ebulição à temperatura ambiente e pressão normal e literalmente fornecem as forças adesivas que mantêm nossas células, ossos e tecidos unidos. Como esses exemplos mostram, o mundo que nos cerca fornece instruções extraordinárias na nanotecnologia e na bioengenharia e os cientistas através dos tempos têm se inspirado para criar e inovar com base na natureza. Um alvo de recente pesquisa na bioengenharia é o desenvolvimento de materiais sintéticos que imitem os modelos naturais para o crescimento dos ossos. Um material sintético com propriedades de promover o osso poderia ser usado para reparar ossos quebrados, compensar a osteoporose e tratar o câncer ósseo.
Tanto o crescimento natural de ossos quanto o sistema sintético em desenvolvimento dependem enormemente das forças intermoleculares. Nos sistemas vivos, os ossos crescem por adesão de células especializadas a um modelo natural fibroso longo chamado colágeno. Determinados grupos funcionais ao longo do colágeno promovem a união das células do crescimento do osso, enquanto outros grupos funcionais facilitam a cristalização do cálcio. Os químicos na Universidade do Noroeste (EUA) desenvolveram uma molécula que pode ser preparada em laboratório e que imita esse processo. A molécula mostrada adiante agrupa-se espontaneamente em um agregado tubular longo, imitando as fibras do colágeno. As forças de van der Waals entre os fragmentos alquílicos hidrofóbicos na molécula fazem com que as moléculas se autoagrupem em tubos. Na outra extremidade da molécula, os pesquisadores incluem grupos funcionais que promovem a união da célula e ainda outros grupos funcionais que encorajam a cristalização do cálcio. Finalmente, eles incluem grupos funcionais que permitem uma molécula ser covalentemente ligada às suas vizinhas depois que o processo de autoagrupamento de van der Waals tenha ocorrido, adicionando assim estabilização ainda maior à estrutura inicialmente não-covalente. Projetar todas essas características em uma estrutura molecular tem rendido frutos, porque as fibras autoagrupadas promovem a cristalização do cálcio ao longo do seu eixo, de modo muito parecido com o modelo natural do colágeno. Esse exemplo de projeto molecular é apenas um desenvolvimento empolgante na interseção da nanotecnologia com a bioengenharia.



Fonte: Química Orgânica, Vol.1, T.W. Graham Solomons e Craig B. Fryhle, 9ª edição.