Piel artificial inteligente y la electrónica flexible, cada vez más cerca

Xuanhe Zhao, Director del Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT

Un equipo de investigadores del Instituto tecnológico de Massachusetts (MIT), dirigidos por el ingeniero Xuanhe Zhao, del Departamento de Ingeniería Mecánica, concibieron una técnica para evitar la deshidratación de los hidrogeles, con la cual se podría dar lugar a la creación de lentes de contacto más duraderos, dispositivos de microfluidos elásticos, bioelectrónica flexible e incluso piel artificial. 

Este material polimérico se comporta de una manera similar a la gelatina, debido que si este producto de confitería se deja al aire libre, con el tiempo el agua en su interior se evapora, dejando así una masa encogida y endurecida, que muy poco se parece al producto original. Esto mismo sucede con los hidrogeles, debido que se encuentran compuestos por casi un 90% de agua y poseen un carácter elástico y absorbente hasta que inevitablemente se secan, perdiendo su flexibilidad y su respectiva utilidad.

Sin embargo, este proceso natural puede ser evitado mediante la unión de los hidrogeles con una delgada capa de elastómeros, otro tipo de polímeros similares a los hidrogeles que a diferencia de estos, son impermeables al agua, tal como el caucho y la silicona. Esta barrera proporcionaría una protección que atraparía el líquido, evitando que se evapore, dando como resultado un compuesto húmedo, elástico y resistente al cual podría ser posible integrar componentes electrónicos.

Hoja de hidrogel unida a islas polimericas (rojo) donde se pueden encapsular componentes electronicos

Capas de la piel

Esta metodología fue inspirada en el diseño de la piel humana, según lo mencionado por Zhao, debido que esta esta se compone de una capa de epidermis exterior unida a capa de dermis subyacente. La epidermis actúa como un escudo, protegiendo a la dermis y su red de nervios y capilares, así como al resto de músculos y órganos del cuerpo, de la desecación. Además, de tener un diseño similar al mayor órgano que poseen los seres vivos, esta hibrido es varias veces más resistente, que en vinculo que se produce entre los tejidos mencionados anteriormente. 

Los investigadores están explorando las diversas aplicaciones para el material híbrido, entre las cuales se encuentra la piel artificial, igualmente, se encuentra en estudio la creación de una técnica para la creación de canales diminutos en el polímero desarrollado, similar a los vasos sanguíneos o la incrustación de sensores eléctricos dentro del hidrogel para crear vendajes inteligentes para la administración de manera autónoma. Asimismo, se han incorporado circuitos iónicos complejos en el material para imitar las redes nerviosas.

De esta manera, la ciencia ha dado un paso más allá para la creación de piel sintética, que podría ser utilizada en robots para obtener una piel muy suave y flexible con funciones biológicas, tal como lo menciona Zhao. El profesor asociado de la Escuela de Medicina de Harvard y el hospital General de Massachussets, Syun-Hyun Yun, expresa que los hidrogeles y los elastómeros tienen propiedades físicas y químicas distintas que, al combinarse pueden conducir a su aplicación de pieles artificiales inteligentes, que son posibles de implantar y que proporcionarían una ventana para detectar patógenos o suministrar medicamentos.

Realizado por: María José Paternina

Fuentes bibliograficas

• http://noticiasdelaciencia.com/not/20168/hidrogel-que-no-se-deseca

• http://www.lostiempos.com/tendencias/tecnologia/20160707/crean-hidrogel-que-nunca-se-seca

• http://news.mit.edu/2015/stretchable-hydrogel-electronics-1207