Cartílago

May 16, 2023

Como sabrá cualquier persona con artritis, el cartílago juega un papel vital al permitir que nuestras articulaciones se muevan libremente. Los científicos han replicado ahora sus cualidades en un material sintético autolubricante, que sólo necesita infusiones ocasionales de agua.

El cartílago cubre los extremos de los huesos en articulaciones como las rodillas, permitiéndoles moverse suavemente entre sí sin desgastar el tejido óseo que se encuentra debajo. Está formado por una matriz porosa de fibras de colágeno, proteínas proteoglicanas y fibras proteicas de elastina. Esa matriz absorbe un líquido viscoso conocido como líquido sinovial, que se produce en las articulaciones.

A medida que la articulación se mueve, las superficies de contacto del cartílago liberan gradualmente ese líquido, proporcionando lubricación. Al mismo tiempo, el líquido absorbido también ayuda al cartílago a resistir la deformación irreversible por fuerzas de compresión, gracias a un efecto hidroelástico. Y aunque los investigadores han intentado anteriormente crear cartílago artificial, normalmente han utilizado hidrogeles blandos que no pueden hacer frente a tales fuerzas.

Dirigidos por el Dr. Siavash Soltanahmadi de la Universidad de Leeds, los científicos de esa institución y del Imperial College de Londres han adoptado un enfoque diferente. Todavía están usando un hidrogel que puede absorber y liberar un lubricante (en este caso, agua), pero ese gel está contenido dentro de una matriz de soporte porosa de un polímero a base de silicona llamado polidimetilsiloxano (PDMS).

Cuando el material de hidrogel/polímero se somete a una fuerza de compresión, el polímero permite que el gel lubricante resista de 14 a 19 veces más fuerza de la que podría soportar por sí solo. De hecho, el módulo elástico del material es cercano al del cartílago natural.

"Ahora hemos desarrollado un material para aplicaciones de ingeniería que imita algunas de las propiedades más importantes que se encuentran en el cartílago, y sólo ha sido posible porque hemos encontrado una manera de imitar la forma en que lo hace la naturaleza", dice Soltanahmadi. "Hay muchas aplicaciones en ingeniería para un material sintético que es blando pero que puede soportar cargas pesadas con un desgaste mínimo, como en los rodamientos".

La investigación se describe en un artículo publicado recientemente en la revista Applied Polymer Materials.

Fuente: Universidad de Leeds