A restauração da forma e função facial em pessoas com anomalias congênitas ou traumas é um aspecto fundamental da cirurgia reconstrutiva e protética. Por muito tempo, polímeros sintéticos foram usados para imitar a aparência e as propriedades mecânicas da pele humana em áreas de estruturas faciais e orais defeituosas. Entre eles, os elastômeros de silicone, em particular o polidimetilsiloxano (PDMS), são considerados o padrão ouro devido à sua textura semelhante aos tecidos moles, inércia química e alta biocompatibilidade.
No entanto, o uso de PDMS enfrenta um sério problema geográfico. A maioria dos silicones protéticos de alta qualidade é produzida na Europa ou América do Norte e projetada para climas temperados. A aplicação desses materiais em regiões tropicais, como a Índia, onde a temperatura pode atingir 50°C e a radiação ultravioleta (UV) é intensa, leva à sua rápida degradação. Os pacientes frequentemente são forçados a trocar as próteses a cada seis meses devido ao endurecimento, mudança de cor e tendência a rasgar, o que acarreta substituições frequentes e caras.
Uma equipe de cientistas do Instituto de Tecnologia Indiano (IIT) Delhi e do Instituto Nacional de Ciências Médicas (AIIMS) Nova Deli apresentou um novo silicone curado à temperatura ambiente (RTV), especificamente otimizado para as condições climáticas da Índia. Para criar este material, foi aplicada uma reação química que liga as moléculas de silicone. A nova composição utiliza uma reação de adição catalisada por platina entre agentes de reticulação de polimetilhidrossiloxano com funcionalidade hidrídrica e PDMS com terminação vinila.
A pesquisa foi conduzida usando uma abordagem sistemática de Desenho de Experimentos, especificamente o arranjo ortogonal Taguchi L25, para avaliar o impacto de diferentes proporções de agentes de reticulação, cargas de silicato e absorvedores de UV na durabilidade e desempenho do material. O objetivo da equipe era encontrar um equilíbrio entre os requisitos de maciez e resistência através do ajuste fino das ligações químicas e da inclusão de AEROSIL R972 como carga reforçadora.
Um dos principais avanços científicos neste trabalho foi a estabilização da matriz polimérica contra a fotodegradação sob a luz. Os pesquisadores integraram o Chimassorb 81, um absorvedor de UV sólido, que funciona como um escudo molecular contra o rigoroso espectro solar. O processo de mistura a vácuo unidirecional foi usado para excluir defeitos estruturais. Esta etapa é necessária porque bolhas de ar presas no silicone podem atuar como concentradores de tensão, causando falha mecânica prematura e criando locais para acúmulo de umidade.
Após testes rigorosos, os cientistas identificaram cinco composições ideais que correspondiam às propriedades mecânicas da pele humana: elas apresentaram resistência à tração de 2,8 a 5,5 MPa e resistência à ruptura de 11,7 a 14,6 N/mm. É importante notar que esses materiais mantiveram a dureza Shore A abaixo de 40, que é o limiar para garantir o conforto do paciente e uma sensação tátil realista.
As amostras do novo material foram submetidas à exposição atmosférica natural em Nova Deli por seis meses, abrangendo tanto o calor extremo do verão quanto a umidade variável da estação das monções. Um controle, representando um silicone padrão sem aditivos especiais, mostrou um aumento acentuado na dureza e na resistência à tração em até 30%, acompanhado por um amarelamento notável. Mudanças semelhantes em condições reais tornariam uma prótese de ouvido ou nariz imprópria do ponto de vista estético e de conforto. Em contraste, as formulações recém-desenvolvidas demonstraram um perfil muito mais estável, com mudanças mecânicas limitadas a apenas 10–15%.
A biocompatibilidade permanece o último obstáculo para qualquer material de classe médica. Os pesquisadores realizaram testes in vitro em fibroblastos ou células da pele para garantir a segurança e não toxicidade do material. É notável que as formulações de silicone otimizadas não apenas promoveram a sobrevivência celular, mas também mostraram alta viabilidade celular: uma das formulações (C7) alcançou aproximadamente 200% de viabilidade em comparação com o controle após sete dias. Isso indica a não toxicidade dos materiais e que eles fornecem uma superfície favorável à atividade metabólica das células, o que é crucial para próteses que devem entrar em contato com tecidos faciais sensíveis ou danificados por até doze horas por dia.
Os autores reconhecem que, para garantir totalmente a vida útil do material na prática clínica, será necessário monitoramento por um ou dois anos para uma avaliação completa da durabilidade. Além disso, embora o estudo tenha demonstrado com sucesso a fabricação de uma prótese de orelha bege usando um molde interno personalizado, são necessários mais estudos sobre como diferentes pigmentos estéticos interagem com estabilizadores de UV ao longo do tempo.
Esta pesquisa contribui para a localização da produção de materiais médicos de alto desempenho. Ao criar um silicone capaz de suportar as condições rigorosas do clima indiano, os pesquisadores abriram caminho para próteses mais duráveis, econômicas e confortáveis. Para milhões de pessoas, isso significa menos visitas ao médico, redução de custos financeiros e melhoria da qualidade de vida graças à restauração que permanece funcional e realista por muito mais tempo. Este trabalho demonstra como a engenharia e a ciência dos materiais podem ser adaptadas para resolver problemas regionais de saúde, afastando-se da abordagem universal da medicina global.