Crédito:Cell Reports Physical Science por Cell Press.
Los materiales poliméricos juegan un papel vital en la medicina actual. Si bien muchas aplicaciones exigen dispositivos duraderos, otros se benefician de los materiales que se desintegran una vez que terminan su trabajo. El diseño de tales materiales depende en gran medida de la capacidad de predecir su comportamiento de degradación.
Un equipo de investigadores del Helmholtz-Zentrum Geesthacht, dirigido por el profesor Andreas Lendlein, estableció un método para predecir de forma más rápida y fiable la degradación de estos materiales poliméricos con sofisticadas arquitecturas moleculares. Los resultados se han informado hoy en el primer número de la revista. Informes celulares Ciencias físicas .
Con la llamada técnica Langmuir, los autores transfieren el material a un sistema 2-D, y así sortear los complejos procesos de transporte que influyen en la degradación de los objetos tridimensionales. Crearon modelos analíticos que describen diferentes arquitecturas de polímeros que son de particular interés para el diseño de implantes multifuncionales y determinaron los parámetros cinéticos que describen la degradación de estos materiales.
En el siguiente paso, los científicos quieren utilizar estos datos para realizar simulaciones por computadora de la descomposición de dispositivos de polímeros terapéuticos. Las autoridades reguladoras ya prescriben simulaciones por computadora del desempeño de tales dispositivos, por ejemplo, para algunos stents. Los conocimientos adquiridos por los estudios de degradación 2-D seguramente mejorarán estas simulaciones. Al introducir un método para comprender y predecir rápidamente la degradación de los materiales poliméricos, los investigadores de HZG están contribuyendo sustancialmente a establecer polímeros multifuncionales para medicina regenerativa.
Los materiales que permiten la implementación de múltiples funciones, como la liberación de fármacos o las capacidades de cambio de forma en dispositivos de polímeros degradables, tienen arquitecturas moleculares sofisticadas. El estudio de su comportamiento de degradación en monocapas en la interfaz aire-agua permite una evaluación rápida y sencilla de la evolución de las propiedades del material. Los conocimientos adquiridos con esta herramienta predictiva apuntan a principios de diseño para la próxima generación de dispositivos multifuncionales. Crédito:HZG / Instituto de Ciencias Biomateriales
Antecedentes:biomateriales multifuncionales
Una implementación de degradabilidad puede ser especialmente útil para implantes como suturas o grapas. Estos objetos solo se necesitan temporalmente como soporte mecánico. Se espera que los futuros implantes médicos realicen tareas mucho más complejas. Estos dispositivos degradables podrán, por ejemplo, ser programados en forma comprimida y de esta manera implantables mediante técnicas mínimamente invasivas, liberar una droga que apoye el proceso de curación, Reclutar las células adecuadas en su superficie e informar sobre el progreso de la recuperación. Aquí la degradación es solo una de las varias funciones que están integradas en los materiales. Todavía, la degradación es muy crítica, porque cambia el material a nivel molecular. Para implementar múltiples funciones en un material, su estructura molecular está diseñada de una manera distinta, a menudo de forma compleja. Comprender cómo afecta la degradación a esta arquitectura molecular es clave para garantizar que todas las funciones se ejecuten según lo previsto. El método de capa fina presentado en el estudio puede tener un papel transformador en el diseño de tales polímeros degradables.
