Série Kairoseki – Biomateriais

Por COMENTÁRIOS

O arco de Water Seven foi muito bom! Tivemos diversas batalhas, power-ups, desfechos emocionantes e revelações bombásticas. Tudo isso é muito impressionante, mas, naquele trecho da jornada entre Water Seven e Enies Lobby, no trem marítimo, nada supera a mais impactante das cenas: O Franky Centauro!

Repentinamente, nas laterais de suas pernas, fendas aparecem e revelam um interior metálico. Logo, a metade anterior é lançada para frente e, por uma haste de metal, é conectada a metade posterior, a qual continua fixa sob seu dorso. Podemos ver, nesse momento, um centauro na menos um, que possui pernas preenchidas por uma substancia que certamente não pertence a um corpo humano natural.

Isso certamente ultrapassa a genialidade da engenharia, pois conceitos ali aplicados exigem conhecimentos proveniente de ciências básicas e medicina. Provavelmente, todos aqui já ouviram falar em rejeição quando o corpo de uma pessoa simplesmente rejeita implantes por entender que aquilo não deveria estar aí. Certamente, é um problema que exige um conhecimento específico para que centauros mecânicos sejam instalados sob a pele.

Dessa forma, para implantes naturais e sintéticos, muita ciência tem que ser desenvolvida. Assim, vamos focar no que torna possível que criaturas como o Franky, o Kuma e, mais recentemente, os Seraphins tenham um corpo humano e repleto de tecnologia: os biomateriais.

Biomateriais: os materiais mergulhados em vida!

Nosso corpo é uma máquina deveras interessante. Órgãos se espalham entre líquidos e suportam esforços mecânicos e enfrentam constantes tentativas de mudança de temperatura. Não é um lugar fácil para um intruso, porque, além das situações adversas, existe um sistema de vigília extremamente astuto para pegar quem não deveria estar aí. Por isso, o uso de materiais inapropriados em corpos humanos pode gerar inflamações, reações tóxicas e sintomas alérgicos. Para evitar esses problemas, é fundamental que materiais que queiram ser penetras sejam biocompatíveis, biofuncionais, bioativos, bioinertes e esterelizável, ou seja, biomateriais.

Esse tanto de características de um biomaterial mostra como estar cercado de vida é algo que exige cuidados extremos. Assim, para ter uma chance de integrar essa festa sem ser chutado por segurança, a biocompatibilidade garante que o material seja aceito pelo corpo e seja considerado como parte dele. É a principal característica que se busca quando se pensa em biomaterial.

No entanto, não é única. De nada adianta não gerar danos ao corpo se não é possível construir um centauro às avessas! Por isso, o material tem que ser biofuncional, ou seja, ser capaz de executar as funções para as quais ele foi projetado. Assim, esse material não pode desgastar, corroer e perder propriedades no decorrer do seu uso.

Assim, busca-se materiais bioinertes, aqueles que não reagem com o corpo humano e não geram produtos tóxicos às pessoas. A corrosão, por exemplo, é o resultado de uma reação química, em que um metal se transforma em produtos que podem ser maléficos, o que é completamente indesejado.

Por sua vez, em algumas situações, ligações químicas entre os biomateriais e os tecidos humanos são muito bem-vindas, o que faz necessária a bioatividade. Uma aplicação muito comum para materiais com essa característica são para implantes em ossos, em que células e implantes ficam fortemente ligados.

E por fim, os biomateriais, antes de serem implantados, devem ser aptos a suportarem os processos que garantem sua limpeza, ou seja, não percam suas propriedades durante a esterilização. É esse processo que garante que o que entra no corpo é só o biomaterial. Qualquer outro ser vivo, como vírus e bactérias, com potencial prejudicial a saúde deve ficar de fora.

É notável que essas características estão interconectadas. Um material que não seja bioinerte, por exemplo, pode comprometer a biofuncionalidade e a biocompatibilidade do implante. Dessa forma, o grande desafio no desenvolvimento e na aplicação de biomateriais consiste na obtenção de materiais que atendam essas demandas.

Todo biomaterial é igual?

Longe disso! Antes de mais nada, vale salientar que biomateriais são assim chamados por atender uma gama de propriedades que os permitem serem aplicados em tecidos orgânicos. Assim, fica evidente que podemos encontrar biomateriais que sejam metálicos, cerâmicos, poliméricos ou compósitos.

Tomamos o Franky novamente como exemplo. Quando ele mostra todo seu corpo metálico, podemos presumir que ele usou ligas de aço inoxidável, de titânio ou de cobalto-cromo, por exemplo. Por sua vez, a sua pele, caso seja implantada, pode ter sido produzida por um biomaterial polimérico, como o polietileno de alta densidade (PEAD), o policarbonato (PC), o poli(éter-éter-cetona) (PEEK) ou um silicone. E, provavelmente, para garantir que seus ossos tenham uma boa biocompatibilidade com seus implantes, ele pode ter usado um biomaterial cerâmico, como a hidroxiapatita (HP), os fosfatos tricálcio (TCP) e o óxido de alumínio (Al2O3).

Mas o aço inoxidável não é utilizado para fazer panela? O PEAD, para fazer embalagem de xampu? E o óxido de alumínio, para fazer revestimento térmico de naves espaciais? Sim, você está certo. Muitos dos biomateriais também têm diversas aplicações fora de corpos orgânicos. Com o avanço da tecnologia e do conhecimento sobre a reação de cada material em tecidos humanos, notou-se que materiais de uso comum podem ser aceitos ao depender da forma que são produzidos (garantido altos níveis de pureza, por exemplo) e para aplicação que são destinados. Assim, várias agências de saúde mundo a fora classificam os biomateriais em classes, conforme pode ser observado no quadro abaixo:

Nota-se que existem diferentes classes e que para cada uma delas, o nível de risco para um efeito deletério causado pela má aplicação de um biomaterial varia de baixo para alto. Em casos que haja contato com sangue, por exemplo, é muito importante evitar que infecções surjam, pois elas rapidamente seriam espalhadas pelo corpo pela corrente sanguínea. Além disso, algumas próteses são difíceis de serem removidas em caso de rejeição ou de danos, como próteses de fêmur e marca-passos de coração, e, portanto, o uso de biomateriais adequados para a aplicação é o resultado de um processo rigoroso de seleção.

Assim, o nível de controle na produção do material é altíssimo. Aços inoxidáveis, por exemplo, utilizados para fabricar panelas é diferente dos aços inoxidáveis com grau médico usados em implantes. Com isso, tem-se um material com elevado controle de seus constituintes, o que evita a presença de impurezas danosas a saúde.

Quero ser um ciborgue: qual biomaterial usar?

Pois bem, pois bem. Primeiramente, te desaconselho a ser um ciborgue, pois existem muitos riscos a saúde. Todos os procedimentos para implantar próteses são delicados. Segundo, que boa parte das próteses estruturais são de ligas metálicas, as quais são densas. Assim, seria necessária uma força descomunal para locomover o corpo. Com o avanço da tecnologia de materiais compósitos, isso pode ser solucionado. Terceiro e último, para cada aplicação de uma prótese, exija-se propriedades específicas que são entregues por biomateriais específicos. Dessa forma, muito provavelmente, se utilize biomateriais de diferentes naturezas. O que é certeza é que todo o biomaterial tem que atender os níveis de biocompatibilidade e ser produzido no nível de pureza nível grau médico.
Sempre lindo ver um centauro inverso, mas tenho minhas dúvidas que seria legar ser um. O que é certo que a engenhoca do Franky só deu certo porque, além de ser brilhante, ele teve acesso aos biomateriais corretos. Hoje, ele é todo poderoso graças seus conhecimentos e seu corpo robótico.

Chegamos ao fim de mais um texto! A Série Kairoseki vai continuar existindo, mas com publicações menos periódica, com um texto por trimestre, mais ou menos. Por isso, peço que deixem suas impressões sobre a leitura para sempre trazer o melhor conteúdo para o fã de One Piece.

Informação muito importante: todo esse texto foi escrito após estudo do livro Engineering of Biomaterials, escrito pela minha amada namorada! Deem os parabéns para ela via pix!

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