(PhysOrg.com) - Los ingenieros de las universidades de Duke y Harvard han desarrollado una "esponja magnética" que después de la implantación en un paciente puede "exprimir" los medicamentos. células, u otros agentes cuando son pasados ​​por un imán.

Los investigadores demuestran que el nuevo material, llamado ferrogel macroporoso, puede comprimirse hasta en un 70 por ciento mediante un campo magnético aplicado. La compresión reversible expulsa rápidamente las drogas, células, o proteínas incrustadas en el ferrogel.

Si bien los biomateriales porosos se utilizan hoy en día como andamios para la regeneración de tejidos y la terapia celular, en su mayoría son pasivos en el sentido de que el fármaco o las células suelen difundirse o migrar fuera de los materiales. El nuevo andamio que han desarrollado los ingenieros de Duke y Harvard, por otra parte, puede ser controlado por señales externas para liberar drogas y células cuando se le ordene.

El ferrogel macroporoso contiene nanopartículas de hierro magnéticas, que responden a los campos magnéticos. Igualmente importante, los investigadores dijeron, el nuevo ferrogel tiene poros mucho más grandes que los ferrogeles existentes.

“Estos poros más grandes nos permiten usar medicamentos con moléculas más grandes, como proteínas y células, y resultar en una compresión mucho más significativa cuando en presencia de un campo magnético, "Dijo Xuanhe Zhao, profesor asistente de ingeniería mecánica y ciencia de los materiales en la Escuela de Ingeniería Pratt de Duke. Zhao realizó gran parte del trabajo mientras era becario postdoctoral en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard (SEAS) en el laboratorio de David Mooney, Profesor de Bioingeniería de la Familia Robert P. Pinkas y miembro principal del Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica en Harvard.
Los poros grandes se crearon congelando el ferrogel.

"Cuando congelas un gel, el agua en su interior cristaliza y daña parte del gel, "Dijo Zhao. "Después de derretirse, se deja un "agujero". Variando la temperatura y la duración de la congelación, podemos controlar el tamaño de los poros ".

“A diferencia de los andamios convencionales, nuestro ferrogel nos da un gran control activo sobre lo que sea que deba administrarse, "Dijo Zhao. "Por ejemplo, podemos variar el tamaño de los poros o el nivel de magnetismo, dependiendo de cómo se procese el ferrogel ".

Los resultados del estudio se publicaron en línea en la procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

Los científicos probaron ferrogeles cargados con células humanas y de ratón en modelos animales, y fueron alentados por la forma en que el ferrogel respondió a la estimulación magnética.

"Esta es la primera demostración, a lo mejor de nuestro conocimiento, del uso de estos ferrogeles porosos para el suministro celular controlado, ”Dijo Mooney. "De manera más amplia, esto proporciona la primera demostración de liberación a demanda de células de andamios porosos, lo que podría llevar a un uso generalizado en la regeneración de tejidos y otras terapias celulares ".

Mooney también dijo que sería posible colocar células vivas dentro de los ferrogeles que posiblemente podrían producir nuevas células durante años.

“Si bien este estudio en particular se centró en la capacidad de administrar medicamentos y células a pedido, también esperamos que estos ferrogeles puedan tener aplicaciones mucho más amplias, incluyendo servir como actuadores y sensores en áreas biomédicas y otras, gracias a su gran y rápido cambio de volumen bajo magnetismo, ”Dijo Mooney.

Estos ferrogeles están hechos de una sustancia biodegradable, para que no sea necesario quitarlos, dijeron los científicos.

Otros miembros del equipo de investigación fueron Jaeyun Kim, Christine Cezar, Nathanial Huebsch, Kangwon Lee, y Kamal Bouhadir, todos de Harvard. La investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), Harvard, y Duke.