El cartílago es el tejido fibroso blando alrededor de la articulación. El cartílago cubre ambos extremos de la articulación, como la rodilla humana, para que puedan moverse suavemente entre sí sin usar el tejido óseo debajo. El cartílago proporciona protección contra la carga compresiva de caminar, correr o levantarse.
Ahora, en un artículo publicado en el Wall Street Journal, investigadores de la Universidad de Leeds y el Imperial College de Londres han anunciado que han replicado las propiedades del cartílago en un material sintético autolubricante que solo requiere inyección ocasional de agua.
Chen Gen: "cartílago" artificial, un nuevo material portante que imita la naturaleza
De hecho, las propiedades especiales de carga del cartílago han llevado a los científicos a tratar de crear un material sintético con propiedades del cartílago durante muchos años. Pero hasta ahora, sus resultados han sido mixtos. En los primeros intentos de desarrollar sistemas de cartílago artificial, los investigadores tendieron a centrarse en el uso de hidrogeles. Los hidrogeles como material absorbente de agua pueden reducir muy bien la fricción, pero funcionan mal bajo presión.
En concreto, los materiales pasados son la matriz porosa compuesta por fibra de colágeno, proteína proteoglicana y fibra de elastina. La matriz absorbe un fluido viscoso llamado líquido sinovial, que se produce en las articulaciones. A medida que las articulaciones se mueven, las superficies de cartílago interconectadas liberan gradualmente el líquido para proporcionar lubricación. Un problema es que después de que el hidrogel se comprime, se necesita tiempo para recuperar la forma normal.
Ahora, bajo el liderazgo del Dr. SIAVASH soltanahmadi de la Universidad de Leeds, los científicos de la institución y del Imperial College de Londres han adoptado un enfoque diferente. Todavía utilizan un hidrogel que puede absorber y liberar lubricantes, pero este gel está contenido en una matriz de soporte poroso llamada poli dos metilsiloxano (PDMS).
Cuando el material de hidrogel / polímero se somete a la fuerza de compresión, el polímero puede hacer que el gel lubricante resista de 14 a 19 veces su propia resistencia. De hecho, el módulo elástico del material es cercano al del cartílago natural.
Los investigadores creen que la capacidad de utilizar el agua como un lubricante eficaz tiene una amplia gama de aplicaciones en áreas como la producción de energía y equipos médicos. Sin embargo, esto generalmente requiere un enfoque diferente al de los sistemas de ingeniería convencionales que normalmente utilizan lubricantes a base de aceite y recubrimientos de superficies duras. Este proyecto les ayuda a comprender mejor estos requisitos y desarrollar nuevas herramientas para cumplirlos.
En el futuro, los nuevos materiales a base de cartílago pueden desafiar muchos sistemas tradicionales de ingeniería de lubricación con aceite. La investigación ha sido publicada en la revista Applied Polymer materials.
