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El material nanoestructurado similar al caucho podría reemplazar el tejido humano

Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, han creado un nuevo material similar al caucho con un conjunto único de propiedades, que podría actuar como un reemplazo del tejido humano en los procedimientos médicos. El material tiene el potencial de marcar una gran diferencia en la vida de muchas personas. La investigación fue publicada recientemente en la prestigiosa revista científica ACS Nano.

En el desarrollo de productos de tecnología médica, existe una gran demanda de nuevos materiales naturalistas adecuados para la integración con el cuerpo. Introducir materiales en el cuerpo conlleva muchos riesgos, como infecciones graves, entre otras cosas. Muchas de las sustancias que se usan hoy en día, como Botox, son muy tóxicas. Se necesitan materiales nuevos y más adaptables.

En el nuevo estudio, los investigadores de Chalmers desarrollaron un material que consta únicamente de componentes que ya han demostrado funcionar bien en el cuerpo.

La base del material es la misma que el plexiglás, un material que es común en aplicaciones de tecnología médica. Mediante el rediseño de su composición, y mediante un proceso llamado nanoestructuración, le dieron al material recientemente patentado una combinación única de propiedades. La intención inicial de los investigadores era producir un material similar al hueso, pero se encontraron con resultados sorprendentes.

Los resultados mostraron que el nuevo material similar al caucho puede ser apropiado para muchas aplicaciones que requieren una combinación poco común de propiedades: alta elasticidad, fácil procesabilidad e idoneidad para usos médicos.

La estructura del nuevo material de nanocaucho permite tratar su superficie para que se vuelva antibacteriana, de forma natural y no tóxica. Esto se logra al pegar péptidos antimicrobianos, pequeñas proteínas que forman parte de nuestro sistema inmune innato, en su superficie. Esto puede ayudar a reducir la necesidad de antibióticos, una contribución importante a la lucha contra la creciente resistencia a los antibióticos.

Debido a que el nuevo material puede inyectarse e insertarse mediante cirugía de ojo de cerradura, también puede ayudar a reducir la necesidad de cirugía drástica y operaciones para reconstruir partes del cuerpo. El material se puede inyectar a través de una cánula estándar como un fluido viscoso, de modo que forme sus propias estructuras elásticas dentro del cuerpo. O bien, el material también se puede imprimir en 3D en estructuras específicas según sea necesario.

Una ventaja adicional del material es que contiene nanoporos ordenados tridimensionalmente. Esto significa que se puede cargar con medicamentos, para diversos fines terapéuticos, como mejorar la curación y reducir la inflamación. Esto permite un tratamiento localizado, evitando, por ejemplo, tener que tratar todo el cuerpo con medicamentos, algo que podría ayudar a reducir los problemas asociados con los efectos secundarios. Como no es tóxico, también funciona bien como relleno: los investigadores ven la cirugía plástica como otra área potencial de aplicación muy interesante para el nuevo material.

Lea el estudio, “Biomateriales elastoméricos mesoporosos ordenados resistentes formados en condiciones ambientales” en la revista científica ACS Nano.

Para que el descubrimiento del nuevo material sea útil y comercializado, los investigadores patentaron su innovación antes de que se publicara el estudio. La patente es propiedad de la nueva empresa Amferia, que fue fundada por Martin Andersson y Anand Kumar Rajasekharan, dos de los investigadores detrás del estudio, así como por el investigador Saba Atefyekta, quien recientemente completó un doctorado en Ciencia de Materiales en Chalmers. Anand ahora es CEO de Amferia e impulsará la aplicación del nuevo material y el desarrollo de la compañía.

Amferia se ha destacado anteriormente por un parche antibacteriano para heridas desarrollado por el mismo equipo. Amferia ahora tiene la innovación tanto del nuevo nano-caucho como del parche antibacteriano para heridas. El desarrollo de la compañía y el camino de las innovaciones para obtener ganancias ahora se llevan a cabo en colaboración con Chalmers Ventures, una subsidiaria de la Universidad Tecnológica de Chalmers.

Varios de los departamentos y disciplinas de Chalmers participaron en el estudio. Además de los investigadores del Departamento de Química e Ingeniería Química, Marianne Liebi, profesora asistente del Departamento de Física, fue coautora del artículo. Ella ha desarrollado una tecnología para hacer posible investigar el orden de los materiales mediante irradiación de rayos X, para ver cómo las nanoestructuras se relacionan entre sí en el material. En el trabajo en curso, se desarrollará un proceso industrialmente factible para la producción del material. Esto se hará en colaboración con el Departamento de Industria y Ciencia de Materiales.

Más información: Universidad Tecnológica de Chalmers

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