Los tejidos blandos portadores de carga, como los cartílagos, están compuestos entre 65 y 90 porciento de agua, sin embargo, muestran una increíble dureza, resistencia y flexibilidad, capaz de soportar los exigentes rigores del movimiento corporal. Contar con un buen reemplazo de cartílago, beneficiaría al gran número de personas que sufren lesiones graves en las articulaciones.
En este sentido, un grupo de investigadores de la Universidad de Michigan, ha desarrollado un innovador cartílago artificial a partir del material con el que se confeccionan los chalecos antibalas, es decir el kevlar.
El autor principal del estudio, ingeniero Nicholas Kotov, profesor en el Departamento de Ingeniería Química y el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la UM, señala que otras propuestas de cartílago sintético, son incapaces de lograr esa combinación de fuerza y contenido de agua.
El catedrático explica que en el cartílago natural, la red de proteínas y otras biomoléculas, le otorgan resistencia al soportar el flujo de agua entre sus cámaras. La presión del agua reconfigura la red, lo que le permite deformarse sin romperse. El proceso libera agua y la red se recupera absorbiendo agua más tarde.
Este mecanismo permite que las articulaciones de alto impacto, como las rodillas, soporten las fuerzas del movimiento. El cartílago sintético desarrollado por los investigadores, cuenta con el mismo mecanismo, el cual libera agua bajo estrés y luego se recupera absorbiendo agua como una esponja.
El nuevo material recrea la magia del cartílago natural, combinando una red de nanofibras resistentes, llamadas aramidas, que son más conocidas por ser utilizadas en la fabricación de chalecos antibalas, con un material llamado alcohol polivinílico o PVA.
Las nanofibras de aramida forman el marco del material, mientras que el PVA atrapa el agua dentro de la red cuando el material se estira o se comprime. Incluso las versiones del material con un 92 por ciento de agua, eran comparables en fuerza al cartílago, y la versión del 70 por ciento lograba la elasticidad del caucho.
Debido a que las nanofibras de aramida y el PVA no perjudican las células adyacentes, los investigadores anticipan que su propuesta de cartílago sintético, puede ser un implante adecuado para algunas casos, como las partes más profundas de la rodilla.
Pero las posibles aplicaciones de este material no se limitan al cartílago. Los investigadores intuyen que redes similares, con diferentes proporciones de nanofibras de aramida, PVA y agua, pueden servir como sustitutos para otros tejidos blandos.