Investigadores del CSIC desarrollan un material 'vivo' que podría imitar los latidos del corazón

El equipo del investigador del CSIC Carlos Sánchez Somolinos, del Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA), instituto mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Zaragoza, han desarrollado, mediante electro-escritura, un material 'vivo' que podría imitar los latidos del corazón.

«Fabricadas con materiales adecuados, estas estructuras podrían servir como andamiajes biomiméticos mecánicamente activos, frente a los pasivos utilizados en la actualidad, proporcionando, bajo una estimulación adecuada, un andamiaje en el que las células en él cultivadas sientan las fuerzas cíclicas que experimentan en los tejidos vivos, por ejemplo, el corazón», ha explicado Sánchez Somolinos, cuyo trabajo ha sido publicado en la revista Advanced Materials.

Esta plataforma de microfabricación se ha aplicado por primera vez en el mundo a elastómeros cristal líquido, materiales inteligentes que responden mecánicamente a un estímulo externo, en este caso, la temperatura. La metodología presentada ha permitido depositar digitalmente fibras ultrafinas de elastómeros de cristal líquido con diámetros de apenas unas micras, frente a las de centenares de micras típicamente obtenidas mediante impresión 3D convencional.

Como resultado, se han obtenido microestructuras de estos materiales con dimensiones muy pequeñas que hasta ahora eran inaccesibles con otras técnicas de estructuración. La nueva técnica propuesta supera, de esta manera, las metodologías actuales de microfabricación de estos materiales en lo que respecta a su tamaño y control de la orientación molecular, permitiendo obtener microestructuras inteligentes sin precedentes con deformación mecánica bajo demanda.

Y es que, durante el proceso de electro-escritura, el material adquiere una orientación microscópica preferente que es clave para controlar con precisión la magnitud y la dirección de las fuerzas que ejerce luego el material cuando es excitado con temperatura.

Las estructuras preparadas con esta nueva plataforma de impresión tienen carácter inteligente, deformándose de manera controlada frente al estímulo externo, y atesoran una notable capacidad para realizar esfuerzos y trabajo mecánico de utilidad potencial en ámbitos como la robótica blanda y la biomedicina.

Actualmente, la técnica de la electro-escritura es empleada por algunos grupos de investigación internacionales en el ámbito de la biomedicina en combinación con materiales biocompatibles pasivos, como la policaprolactona, para preparar andamiajes estáticos para cultivo celular que imitan las características estructurales encontradas en tejidos vivos nativos, como el miocardio.

La microestructuración con electro-escritura de materiales activos sensibles a estímulos, demostrada en el presente trabajo, conduce a estructuras biomiméticas activas con funciones mecánicas programadas digitalmente. «Se trata de procurar unas estructuras que emulen la matriz extracelular de la manera más representativa posible, es decir, tridimensionales y dinámicas», ha explicado el investigador.