Se pueden crear geles imprimibles en 3D con propiedades mejoradas y altamente controladas fusionando redes de tamaño micro y nano de los mismos materiales extraídos de algas marinas, según una nueva investigación de la Universidad Estatal de Carolina del Norte. Los hallazgos podrían tener aplicaciones en materiales biomédicos (piense en andamios biológicos para células en crecimiento) y robótica blanda.

Descrito en la revista Comunicaciones de la naturaleza , los hallazgos muestran que estos geles a base de agua, llamados hidrogeles homocompuestos, son fuertes y flexibles. Están compuestos de alginatos, compuestos químicos que se encuentran en las algas marinas y las algas y que se utilizan comúnmente como agentes espesantes y en vendajes para heridas.

La fusión de redes de escala de diferentes tamaños del mismo alginato elimina la fragilidad que a veces puede ocurrir cuando diferentes materiales se fusionan en un hidrogel. dice Orlin Velev, S. Frank y Doris Culberson Distinguido Profesor de Ingeniería Química y Biomolecular en NC State y autor correspondiente del artículo.

"Los materiales a base de agua pueden ser blandos y quebradizos, ", dijo." Pero estos materiales homocompuestos (partículas de alginato fibrilar suave dentro de un medio de alginato) son en realidad dos hidrogeles en uno:uno es un hidrogel de partículas y el otro es un hidrogel molecular. Combinados, producen un material gelatinoso que es mejor que la suma de sus partes, y cuyas propiedades se pueden ajustar con precisión para dar forma a través de una impresora 3D para fabricación bajo demanda ".

"Estamos reforzando un material de hidrogel con el mismo material, lo cual es notable porque utiliza un solo material para mejorar las propiedades mecánicas generales, "dijo Lilian Hsiao, profesor asistente de ingeniería química y molecular en NC State y coautor del artículo. "Los alginatos se utilizan en apósitos para heridas, por lo que este material podría potencialmente usarse como un vendaje reforzado impreso en 3D o como un parche para la curación de heridas o la administración de medicamentos ".

"Estos tipos de materiales tienen el potencial de ser más útiles en productos médicos, en productos alimenticios como agente espesante, o en robótica blanda, "dijo Austin Williams, uno de los primeros coautores del artículo y estudiante de posgrado en el laboratorio de Velev.

El trabajo futuro intentará ajustar este método de fusión de materiales homocompuestos para avanzar en la impresión 3D para aplicaciones biomédicas o materiales de inyección biomédica. Dijo Velev.

"Esta técnica puede tener usos con otros tipos de geles, como los que se utilizan en recubrimientos o en productos de consumo, "Dijo Hsiao.