De acordo com a Universidade de Kyushu, a disfagia – dificuldade em engolir alimentos – afeta milhões de pessoas em todo o mundo e pode deteriorar significativamente a qualidade de vida de uma pessoa, especialmente em sociedades que envelhecem rapidamente, como o Japão.
Embora alimentos com textura modificada, como purês, possam tornar a deglutição mais segura, é difícil adaptar esses alimentos ao amplo espectro da disfagia, pois alguns indivíduos podem tolerar refeições mais sólidas, enquanto outros requerem texturas muito mais macias. Publicando no periódico Scientific Reports, equipes de pesquisa da Universidade de Kyushu e da Universidade de Cardiff desenvolveram um novo método de bioimpressão 3D que pode personalizar a textura, adesividade e retenção de água de géis de emulsão à base de proteína para dietas de disfagia usando energia controlada de radiofrequência (RF) e micro-ondas (MW).
“Para muitas pessoas com disfagia, as refeições costumam se limitar a materiais gelatinosos, o que pode diminuir o prazer de comer”, disse Shuntaro Tsubaki, primeiro autor e professor associado da Faculdade de Agricultura da Universidade de Kyushu. “Nosso objetivo é criar refeições que não sejam apenas seguras, mas também atraentes.”
Tsubaki viu uma oportunidade de aplicar sua expertise em engenharia de micro-ondas para resolver esse desafio. “Os métodos convencionais de aquecimento aquecem tudo no interior indiscriminadamente – tanto as partes que você deseja que reajam quanto as que você não deseja. Micro-ondas são diferentes. Elas podem ser controladas para aquecer apenas materiais específicos de forma seletiva. Essa precisão é fundamental.”
A equipe desenvolveu inicialmente uma biotinta composta por dois compostos principais: uma emulsão estável de óleo em água e uma solução aquosa contendo proteína de clara de ovo e estabilizantes. Estes são então combinados com uma pequena quantidade de cloreto de magnésio, que atua como um auxiliar de absorção de micro-ondas, ajudando a biotinta a aquecer eficientemente e promovendo a desnaturação proteica necessária para que o líquido se solidifique em um gel. Para imprimir essa biotinta, a equipe construiu uma bioimpressora 3D personalizada usando a Lego Mindstorms EV3, inspirada em pesquisas anteriores de seus colaboradores na Universidade de Cardiff.
“Depois que nossos testes iniciais comprovaram que podíamos controlar a textura do gel com diferentes frequências de energia, carregamos a biotinta na impressora 3D e a extrudamos através de um aplicador fino”, disse Tsubaki. “Conforme a biotinta passa pelo aplicador, aplicamos uma rajada controlada de energia de RF ou MW, transformando a biotinta em um gel. Esse gel é depositado na placa de impressão, camada por camada, à medida que o bico da bioimpressora se move pela placa.”
Os experimentos da equipe demonstraram que, simplesmente alterando a frequência da energia aplicada, eles conseguiram produzir géis com uma gama de propriedades adequadas para diferentes necessidades dietéticas para disfagia. Quando utilizaram uma frequência mais baixa de 200 MHz, que se enquadra na faixa de radiofrequência, o gel resultante ficou significativamente mais duro e manteve sua estrutura e teor de água de forma mais eficaz. Em contraste, o uso de uma frequência mais alta de 2,45 GHz, semelhante à de um micro-ondas de cozinha padrão, produziu um gel muito mais macio e adesivo.
“O importante é que podemos controlar a textura por frequência, criando uma textura personalizada para as necessidades de cada pessoa”, disse Tsubaki. “Nosso novo método tem potencial além das dietas para disfagia – estendendo-se à carne artificial, nutrição funcional, alimentos medicinais e até mesmo rações espaciais. Já estamos trabalhando em outros materiais comestíveis que podem ser bioimpressos em 3D. A capacidade de regular a agregação de proteínas e até mesmo reter sabores dentro da fase oleosa também pode levar a produtos de tecnologia alimentícia com sabor aprimorado”. Para saber mais sobre a solução acesse o site.
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