El nuevo biomaterial combina cristales líquidos e hidrogel para proporcionar propiedades parecidas a los tejidos

Hay muchos desafíos que enfrentan los investigadores que buscan formas de crear materiales similares a los tejidos para la investigación médica y el uso clínico. Se han realizado muchos progresos con varios tipos de hidrogel, ya que pueden replicar los hábitats flexibles y acuosos de las células biológicas, pero carecen de la estructura mecánica de los tejidos blandos.
El nuevo hidrogel cristalino líquido, que se muestra aquí en estado seco, debería permitir el diseño de biomateriales que interactúan con los fluidos corporales, dicen los autores.
Crédito de la imagen: Syracuse University

Ahora, un estudio de la Universidad de Syracuse en Nueva York describe cómo es posible combinar las propiedades de los hidrogeles con las de los cristales líquidos para producir nuevos materiales médicos que tengan las mismas propiedades mecánicas que los tejidos blandos del cuerpo.

Los investigadores informan sus hallazgos en el Journal of Polymer Science B: Física de polímeros.

Los hidrogeles, cadenas de polímeros que pueden absorber agua, se utilizan cada vez más como biomateriales porque son fluidos y amorosos, y pueden tener propiedades elásticas. Por ejemplo, están siendo investigados para la reparación de heridas.

Los cristales líquidos son similares a los fluidos, pero también mantienen una estructura cristalina, por lo que no pierden su forma tridimensional. Sin embargo, debido a que no son amantes del agua, por sí solos, no son buenos candidatos para usar biomateriales en el cuerpo.

Los científicos han estado experimentando con biomateriales que combinan las propiedades de los hidrogeles con los de los cristales líquidos. Dichos materiales podrían tener aplicaciones importantes porque mantienen su forma e imitan el tejido tan bien que no se ven como un cuerpo extraño.

Pero existen muchos desafíos para producir tales materiales médicos. Por ejemplo, agregar el hidrogel a los cristales líquidos los hace amantes del agua; también puede destruir el orden estructural de su cristalinidad.

'Una variedad de biomateriales que interactúan con fluidos corporales en estado hidratado'

El nuevo estudio, sin embargo, describe un proceso que produce un polímero que es elástico y suave, puede hincharse con agua y retiene la memoria de forma en respuesta al calor y al agua.

El autor principal Pat Mather, profesor en el Departamento de Ingeniería Biomédica y Química, dice:

"Es un acto de equilibrio no tener demasiados grupos amantes del agua en el polímero y equilibrarlo con otros químicos en el polímero que promueven la estructura".

Él y su coautor Amir Torbati, que trabajó en el estudio mientras estudiaba en el laboratorio de Mather y ahora es investigador postdoctoral en la Universidad de Colorado en Denver, concluyen que el proceso que describen debe permitir el "diseño futuro de materiales o dispositivos para una variedad de aplicaciones tales como biomateriales que interactúan con fluidos corporales en un estado hidratado ".

El estudio sigue otro que Noticias médicas hoy se enteró en septiembre de 2015, donde científicos de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign desarrollaron tejido tumoral sintético utilizando hidrogeles. Su objetivo es crear rápidamente entornos de tumores casi reales para estudiar cómo crece y se comporta el cáncer.

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