Los tejidos biológicos tienen propiedades mecánicas complejas, suaves pero fuertes, resistentes pero flexibles, que son difíciles de reproducir con materiales sintéticos. Un equipo internacional ha logrado producir un material sintético biocompatible que replica la mecánica del tejido y altera el colorcuando cambia de forma, como la piel de camaleón. Estos resultados, a los que investigadores del CNRS, la Universidad de Haute-Alsace 1 y ESRF, el Sincrotrón europeo, han contribuido con colegas en los Estados Unidos Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, Universidadde Akron, se publican el 30 de marzo de 2018 en ciencia . Prometen nuevos materiales para dispositivos biomédicos.
Para producir un implante médico, necesitamos seleccionar materiales con propiedades mecánicas similares a las de los tejidos biológicos, para mitigar la inflamación o la necrosis. Varios tejidos, como la piel, la pared intestinal y el músculo cardíaco, tienenparticularidad de ser suave pero rígido cuando se estiran. Hasta ahora, ha sido imposible reproducir este comportamiento con materiales sintéticos.
Los investigadores han intentado lograr esto con un copolímero tribloque único 2. Sintetizaron un elastómero reticulado físicamente compuesto por un bloque central sobre el cual se injertan las cadenas laterales como un cepillo de botella y con bloques terminales lineales enLos investigadores descubrieron que al seleccionar cuidadosamente los parámetros estructurales del polímero, el material siguió la misma curva de deformación que un tejido biológico, en este caso piel de cerdo. También es biocompatible, ya que no requiere aditivos, por ejemplo, solvente, ypermanece estable en presencia de fluidos biológicos.
Otra propiedad del material apareció durante los experimentos: su color cambia con la deformación. Como han demostrado los científicos, este es un fenómeno puramente físico, causado por la dispersión de la luz desde la estructura del polímero. Microscopía de fuerza atómica y difracción de rayos XLos experimentos han demostrado que los bloques de terminales de estos polímeros se ensamblan en esferas nanométricas, distribuidas en una matriz de cepillo y polímero. La luz interfiere con esta estructura separada por microfase para producir color de acuerdo con la distancia entre las esferas; por lo tanto, cuando el material se estira, cambiacolor. Es el mismo mecanismo que explica, en gran parte, cómo los camaleones cambian de color.
Por lo tanto, los investigadores lograron codificar en un polímero sintético único propiedades mecánicas flexibilidad, perfil de deformación y propiedades ópticas, que nunca antes se habían logrado. Ajustando la longitud o densidad de las diversas cadenas laterales del "cepillo", estaslas propiedades pueden ser moduladas. Este descubrimiento podría conducir a implantes médicos o prótesis más personalizadas implantes vasculares, implantes intraoculares, reemplazo de discos intervertebrales, y también a materiales con perfiles de deformación completamente nuevos y aplicaciones que aún no se han imaginado.
Notas :
1 En el Institut de Sciences des Matériaux de Mulhouse CNRS / UHA y el Laboratoire de Physique et Mécanique Textiles UHA.
2 Los tejidos biológicos están compuestos de células y moléculas como, en el caso de la piel, colágeno rígido y elastina flexible.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por CNRS . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :