Un nuevo estudio del MIT encontró que, al someter los hidrogeles sintéticos a un buen entrenamiento, se vuelven más fuertes y más resistentes a la fatiga. Los hidrogeles de alcohol polivinílico (PVA) en cuestión son biomateriales comúnmente utilizados para implantes médicos, recubrimientos de fármacos y otros tipos de aplicaciones similares.

Sin embargo, los investigadores no los obligaron a hacer flexiones o levantar pesas para demostrar su punto; entrenaron estos hidrogeles estirándolos en un baño de agua, lo que a su vez alineó las nanofibras dentro de ellos y produjo un material fuerte, suave e hidratado que puede resistir las lágrimas y la fatiga incluso después de haber sido sometido a mucho estrés mediante movimientos repetitivos.

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El profesor asociado de ingeniería mecánica en el MIT Xuanhe Zhao, junto con el estudiante de posgrado Shaoting Lin, el posdoctorado Ji Liu y el estudiante de posgrado Xunyue Liu, escribieron un artículo publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, donde detallaron cómo Estos hidrogeles pueden imprimirse en 3D en diferentes formas y entrenarse para desarrollar propiedades similares a los músculos.

“La mayoría de los tejidos del cuerpo humano contienen alrededor del 70 por ciento de agua, por lo que si queremos implantar un biomaterial en el cuerpo, un mayor contenido de agua es más deseable para muchas aplicaciones en el cuerpo”, explicó Zhao cuando se le preguntó sobre uno de los obstáculos en la creación de un hidrogel que puede ser fuerte pero que carecería de la flexibilidad de un músculo.

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Los investigadores descubrieron los beneficios de elaborar el hidrogel más o menos por error: el equipo había estado realizando una serie de pruebas en los hidrogeles mientras intentaba encontrar su punto de ruptura. En cambio, descubrieron que sus pruebas de estrés solo fortalecían los hidrogeles.

“El fenómeno de fortalecimiento en hidrogeles después de la carga cíclica es contrario a la comprensión actual sobre la fractura por fatiga en hidrogeles, pero comparte la similitud con el mecanismo de fortalecimiento muscular después del entrenamiento”, dijo Lin.

Durante el proceso de entrenamiento, el equipo tomó nota del hecho de que las nanofibras se estaban alineando a pesar de que, antes del entrenamiento, esas nanofibras estaban orientadas al azar. Esta alineación también es muy similar a lo que sucede con los músculos humanos cuando se someten a ejercicios repetidos.

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Algunos hidrogeles se estiraron más de 30.000 veces sin romperse, mientras que otros desarrollaron sus propiedades después de aproximadamente 1.000 estiramientos. La resistencia a la tracción del hidrogel entrenado aumentó 4,3 veces, en comparación con el hidrogel no entrenado. El hidrogel también se mantuvo suave y flexible y mantuvo un contenido de agua del 84%.

En el futuro, estos hidrogeles podrían usarse en implantes como “válvulas cardíacas, reemplazos de cartílago y discos espinales, así como en aplicaciones de ingeniería como robots blandos”, dijo Zhao.

Source : 01net