Las escamas son el material de elección para los animales, desde pangolines hasta peces: son personalizables, amigables con el agua, fuertes pero flexibles y fáciles de arreglar cuando se dañan.
A los científicos les gustaría recrear esta estructura única, pueden imaginar usos desde implantes médicos hasta electrónica flexible, pero ha resultado difícil usar materiales no orgánicos. Pero los investigadores de la Universidad de Chicago han publicado un concepto para usar un producto naturalmineral llamado calcita para "crecer" escamas que pueden adherirse a materiales blandos. La configuración podría algún día servir como implantes impermeables para reforzar huesos o articulaciones.
Actualmente, los cirujanos usan estructuras hechas de polímeros sintéticos, pero si bien son fáciles de esculpir, pueden degradarse con el tiempo. En su lugar, el equipo de UChicago comenzó con dos materiales que son compatibles con el cuerpo.
La silicona es un material flexible y gomoso que se usa a menudo en implantes quirúrgicos porque no reacciona con el tejido humano. La calcita es un mineral duro común que muchas almejas y ostras usan en sus conchas las estrellas de mar, relacionadas con las estrellas de mar, usan calcita en susojos, como lo hicieron los trilobites antiguos. Afortunadamente, una de las especialidades del laboratorio de química del profesor asistente Bozhi Tian es combinar materiales duros y blandos a nivel molecular.
En un artículo publicado el otoño pasado en Comunicaciones de la naturaleza, Tian y sus colaboradores diseñaron un sistema de minúsculos ganchos de dos extremos, hechos de calcita, que pueden "crecer" de silicona a tejido para fijarse en su lugar.
"La silicona sola no inmovilizará los componentes del tejido, y la calcita sola es demasiado rígida, pero la combinación de ambos funciona muy bien", dijo Tian. "El resultado es una estructura que es fuerte y flexible".
Las pequeñas estructuras, cada una del tamaño de un glóbulo rojo, tienen forma de pesas. Un extremo se engancha en la silicona; el otro sobresale por encima de la superficie. El equipo intentó colocar una tira de tejido cultivado en laboratorio encima.Las pesas recogieron calcio de las células y crecieron en el tejido, fijándose en su lugar.
Una buena característica es que el implante podría fabricarse con "ganchos" solo en lugares muy específicos. "Este método es particularmente útil para la adhesión biológica, donde desea aplicar su pegamento con moderación para evitar interferir en el cuerpo más de lo necesario", dijo Jaeseok Yi, un investigador postdoctoral y el primer autor de este artículo.
La investigación utilizó rayos X e instalaciones en la Fuente avanzada de fotones y el Centro de materiales a nanoescala en el Laboratorio nacional de Argonne.
Otros coautores de UChicago fueron Yuanwen Jiang e Ivo Peters. Otros autores procedían de Argonne, la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, la Universidad de Southampton en el Reino Unido y la Universidad de Hanyang en Corea del Sur.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Chicago . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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