Microrrobots con huesos

Inspirándose en el crecimiento de los huesos naturales en los seres humanos y en otros animales con esqueleto, unos científicos han preparado una combinación de materiales que puede adoptar diversas formas antes de endurecerse. El material es inicialmente blando, pero luego se endurece mediante un proceso de desarrollo óseo que utiliza esencialmente los mismos materiales presentes en el esqueleto humano.

El avance es obra de científicos de la Universidad de Linköping en Suecia y la de Okayama en Japón.

Cuando nacemos, tenemos huecos en el cráneo que están cubiertos por trozos de tejido conectivo blando llamados fontanelas. Gracias a las fontanelas, nuestros cráneos pueden deformarse durante el nacimiento y pasar con éxito por el canal de parto. Después del nacimiento, el tejido de las fontanelas se transforma gradualmente en hueso duro. Edwin Jager, de la Universidad de Linköping, y sus colegas han emulado este proceso natural mediante la citada combinación de materiales.

Esta nueva tecnología será de utilidad para aplicaciones en las que un material o conjunto de ellos deba tener diferentes propiedades en distintos momentos. Al principio, el material es blando y flexible. Luego adquiere rigidez al tiempo que se endurece. Este material podría utilizarse, por ejemplo, en fracturas óseas complicadas. Un modo de hacerlo sería mediante microrrobots: estos microrrobots blandos podrían ser inyectados en el cuerpo del paciente a través de una fina jeringa, y luego se desplegarían en el punto deseado del interior y desarrollarían sus propios huesos rígidos.

El material blando, activado por un polímero electroactivo, sería capaz de maniobrar por sí mismo en espacios de zonas internas con fracturas óseas complicadas y expandirse. Después de endurecerse lo suficiente el material, podría servir de soporte para la construcción de otro hueso o parte del mismo.

El material negro es un polímero electroactivo, cuyo volumen cambia cuando los investigadores aplican un bajo voltaje, lo que hace que este sencillo "microrrobot" se doble. En el otro lado del material, se puede ver el gel al que los investigadores han agregado biomoléculas que permiten que el material se endurezca como un hueso. (Foto: Olov Planthaber / LiU)

Jager y sus colegas han comprobado que el material puede enrollarse por sí mismo alrededor de huesos de pollo, hasta envolverlos, y que el hueso artificial que allí comienza a desarrollarse sigue el ritmo de crecimiento de los huesos de pollo.

El equipo de Jager expone los detalles técnicos de este avance tecnológico en la revista académica Advanced Materials, bajo el título “Biohybrid Variable-Stiffness Soft Actuators that Self-Create Bone”. (Fuente: NCYT de Amazings)