Nuevo Biomaterial Termoplástico Ofrece Control Preciso sobre Degradación y Propiedades Mecánicas para Aplicaciones Médicas

Investigadores de la Universidad de Birmingham (Reino Unido) y la Universidad Duke (EE. UU.) han diseñado un nuevo poliéster termoplástico que permite control independiente sobre su tasa de degradación in vivo y rendimiento mecánico. El material está adaptado para reparación de tejidos blandos y bioelectrónica flexible.

Desacoplando resistencia y degradación

Lograr un biomaterial que iguale la elasticidad y resistencia de tejidos nativos mientras degrada a un ritmo clínicamente relevante es notoriamente desafiante. La propia química que confiere resistencia mecánica a menudo dicta la cinética de degradación.

El equipo demostró que la incorporación de ácido succínico —un metabolito natural— proporciona una palanca para afinar la tasa de degradación.

El estudio, publicado en Nature Communications, reporta que el poliéster degrada de forma constante durante cuatro meses, durante los cuales nuevo tejido se infiltra y finalmente reemplaza el andamio. Tests in vivo en ratas confirmaron la biocompatibilidad y seguridad del material. Al modular el contenido de ácido succínico, los investigadores regulan la absorción de agua y así el ritmo de degradación. Importante, la estereoquímica ingenierada del material, modelada según el caucho natural, desacopla la resistencia mecánica de la tasa de degradación, permitiendo que la resistencia se preserve o restaure mediante ajuste estereoquímico —una capacidad sin precedentes en biomateriales degradables.

El profesor Andrew Dove de la Universidad de Birmingham, coautor del estudio, señala que los tejidos biológicos exhiben una amplia gama de comportamientos elásticos. "Diseñar sustitutos sintéticos que igualen estas características mientras degradan in situ ha sido una tarea desalentadora", dice. "Una solución universal es insuficiente; nuestro trabajo demuestra que los implantes ahora pueden diseñarse con perfiles de rendimiento específicos para cada aplicación."

El profesor Matthew Becker de Duke, cuya experiencia abarca química, ingeniería mecánica y ciencia de materiales, observa que el campo de biomateriales ha estado limitado por una estrecha selección de opciones. "Nuestro desarrollo marca un salto significativo adelante", dice. "La tunabilidad del material abre puertas a diversos usos —desde injertos óseos y stents vasculares hasta electrónica vestible. Estamos persiguiendo activamente más estudios de biocompatibilidad y demostraciones más sofisticadas."

La financiación fue proporcionada por la National Science Foundation, las Fundaciones John S. & James L. Knight, la European Research Foundation y el National Health and Medical Research Council de Australia.

La tecnología también está protegida por solicitudes de patente internacionales de la Universidad de Warwick y la Universidad de Akron.