Esta representación visual demuestra cómo los hidrogeles sensibles a la luz absorben y convierten la luz del infrarrojo cercano en calor, que se puede desarrollar para controlar materiales termorresistentes. Crédito:Dr. Akhilesh Gaharwar / Texas A&M Engineering
Los hidrogeles se usan comúnmente dentro del cuerpo para ayudar en la regeneración de tejidos y la administración de fármacos. Sin embargo, una vez dentro, pueden ser difíciles de controlar para un uso óptimo. Un equipo de investigadores del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad Texas A&M está desarrollando una nueva forma de manipular el gel mediante el uso de luz.
El estudiante de posgrado Patrick Lee y el Dr. Akhilesh Gaharwar, profesor adjunto, están desarrollando una nueva clase de hidrogeles que pueden aprovechar la luz de muchas formas. La luz es una fuente de energía particularmente atractiva, ya que puede limitarse a un área predefinida y ajustarse con precisión según el tiempo o la intensidad de la exposición a la luz. Su trabajo fue publicado recientemente en la revista Materiales avanzados .
Los hidrogeles sensibles a la luz son una clase emergente de materiales que se utilizan para desarrollar sin contacto, dispositivos médicos precisos y controlables en una amplia gama de aplicaciones biomédicas, incluida la terapia fototérmica, terapia fotodinámica, administración de fármacos y medicina regenerativa.
Lee dijo que los biomateriales sensibles a la luz se utilizan a menudo en aplicaciones biomédicas; sin embargo, fuentes de luz actuales, como la luz ultravioleta y la luz visible, no puede penetrar lo suficiente en el tejido para interactuar con el hidrogel. En lugar de, el equipo está investigando la luz del infrarrojo cercano (NIR), que tiene una mayor profundidad de penetración.
El equipo está utilizando una nueva clase de nanomateriales bidimensionales conocidos como disulfuro de molibdeno (MoS 2 ), que ha mostrado una toxicidad insignificante para las células y una absorción NIR superior. Estas nanohojas con alta eficiencia de conversión fototérmica pueden absorber y convertir la luz NIR en calor, que se puede desarrollar para controlar materiales termorresistentes.
El estudiante graduado Patrick Lee (en la foto) está trabajando con el Dr. Akhilesh Gaharwar para desarrollar nuevos métodos para trabajar con hidrogeles sensibles a la luz, que tienen aplicaciones en la administración de fármacos y la medicina regenerativa. Crédito:Ingeniería de Texas A&M
En el estudio anterior del grupo publicado en Materiales avanzados , ciertos polímeros reaccionan con MoS 2 nanohojas para formar hidrogeles. Sobre la base de este descubrimiento, Además, el equipo utiliza nanohojas de MoS2 y polímeros termosensibles para controlar el hidrogel bajo luz NIR por efecto fototérmico.
"Este trabajo aprovecha la luz para activar las interacciones dinámicas polímero-nanomateriales, "Dijo Gaharwar." Tras la exposición NIR, MoS 2 actúa como un epicentro de reticulación al conectarse con múltiples cadenas poliméricas a través de la química de clic impulsada por defectos, que es único ".
La luz NIR permite la formación interna de hidrogeles terapéuticos en el cuerpo para una administración precisa del fármaco. Para la terapia del cáncer, la mayoría de los fármacos se pueden retener dentro del tumor, que aliviará los efectos secundarios de la quimioterapia. Es más, La luz NIR puede generar calor dentro de los tumores para extirpar las células cancerosas, conocida como terapia fototérmica. Por lo tanto, una combinación sinérgica de terapia fototérmica y quimioterapia ha demostrado una mayor eficacia en la destrucción de las células cancerosas.
