Investigadores de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Computación han desarrollado un material, un nuevo tipo de polímero con memoria de forma (SMP), que podría tener importantes implicaciones para el cuidado de la salud.

Los SMP son suaves, gomoso, Materiales "inteligentes" que pueden cambiar de forma en respuesta a estímulos externos como cambios de temperatura o exposición a la luz. Pueden mantener cada forma de forma indefinida y retroceder cuando se les activa para hacerlo.

Los SMP tienen muchas aplicaciones biomédicas potenciales. Por ejemplo, Son ideales como stents cardiovasculares porque pueden tener una forma para la inserción quirúrgica y otra una vez colocados en un vaso sanguíneo. La calidez del cuerpo del paciente es todo lo que se requiere para desencadenar el cambio de forma.

Junto con colaboradores de la Universidad de Bucknell, Los investigadores de la Universidad de Syracuse han diseñado un SMP que puede cambiar su forma en respuesta a la exposición a enzimas y es compatible con células vivas. No requiere disparador adicional, como un cambio de temperatura. Dadas estas propiedades, puede responder a la actividad celular como la curación.

"La sensibilidad enzimática del material le permite responder directamente al comportamiento celular, "explica el candidato a doctorado en ingeniería biomédica Shelby L. Buffington". Por ejemplo, podrías colocarlo sobre una herida, y a medida que el tejido lo remodelaba y degradaba, el SMP cerraría lentamente la herida. Podría adaptarse para desempeñar un papel en el tratamiento de infecciones y cáncer ajustando la química del material ".

El equipo de investigación incluye a Buffington, Justine E. Paul '18, junior de bioingeniería Mark M. Macios, El profesor James H. Henderson y Patrick T. Mather y Matthew M. Ali Ph.D. de Bucknell. '18. Su investigación, "Polímeros con memoria de forma activados enzimáticamente, "fue publicado en Acta Biomaterialia en Enero.

El equipo creó el material mediante un proceso llamado electrohilado dual, en el que se aplica una corriente de alto voltaje a dos puntas de aguja que bombean dos soluciones de polímero separadas. El voltaje extrae las fibras de polímero, y se mezclan en una estera de polímero de fibra. La combinación adecuada de fibras le da al material sus cualidades de memoria de forma.

Detallado en su papel, los equipos analizaron las propiedades del material, rendimiento de la memoria de forma y citocompatibilidad. Sus experimentos demostraron con éxito que la forma original del SMP podría recuperarse mediante cierto grado de reversión, o degradación, de la fase de fijación de forma.

Hoy dia, el equipo de investigación está examinando su SMP en cultivos de células cancerosas y de macrófagos. Esperan que con investigación adicional, descubrirán usos prácticos para su material utilizando concentraciones más bajas de enzimas, producido por una actividad celular menos extrema.

"Anticipamos que los materiales que estamos desarrollando podrían tener una amplia aplicación en el cuidado de la salud. Por ejemplo, Nuestras SMP podrían usarse en medicamentos que solo se activan cuando las células u órgano diana se encuentran en el estado fisiológico deseado, en andamios que guían la regeneración tisular en respuesta al comportamiento del propio tejido en regeneración, y en biosensores de toma de decisiones que guían el tratamiento del paciente de manera más efectiva, ", Dice Henderson." Estamos muy emocionados de haber logrado estos primeros SMP con respuesta enzimática ".