Los investigadores han descubierto un método eficaz y fácil de usar para unir geles y tejidos biológicos. Un equipo de investigadores franceses ha logrado obtener una adhesión muy fuerte entre dos geles extendiendo sobre su superficie una solución que contiene nanopartículas. Hasta ahora, no existía un método del todo satisfactorio para obtener la adhesión entre dos geles o dos tejidos biológicos. Publicado online en Naturaleza el 11 de diciembre de 2013, este trabajo podría allanar el camino para numerosas aplicaciones médicas e industriales.

Los geles son materiales que se componen principalmente de un líquido, por ejemplo agua, dispersos en una red molecular que les da su solidez. Los ejemplos de geles en nuestra vida cotidiana son numerosos:gelatina utilizada en postres, jalea de grosellas, lentes de contacto o la parte absorbente de los pañales para niños. Tejidos biológicos como la piel, Los músculos y órganos tienen fuertes similitudes con los geles pero, hasta ahora, pegar estos materiales suaves y resbaladizos llenos de líquido utilizando adhesivos normalmente compuestos de polímeros era una tarea aparentemente imposible.

Leibler es reconocido por inventar materiales completamente originales que combinan un interés industrial real con profundos conceptos teóricos. El trabajo que realizó en colaboración con Alba Marcellan y sus colegas en el Laboratoire Matière Molle et Chimie (CNRS / ESPCI ParisTech) y el Laboratoire Physico-Chimie des Polymères et Milieux Dispersés (CNRS / UPMC / ESPCI ParisTech) ha dado como resultado una novela idea:pegar los geles esparciendo una solución de nanopartículas en su superficie.

El principio es el siguiente:las nanopartículas de la solución se unen a la red molecular del gel, un fenómeno conocido como adsorción y, al mismo tiempo, la red molecular une las partículas. De este modo, las nanopartículas establecen innumerables conexiones entre los dos geles.

Con sus colegas del Laboratoire Matière Molle et Chimie, ha desarrollado cauchos supramoleculares capaces de autocurarse a través del simple contacto, después de ser cortado en pedazos. También inventó una nueva clase de materiales orgánicos conocidos como vitrímeros. Reparable y reciclable, estos materiales, como el vidrio, se puede moldear como se desee y de manera reversible, sin dejar de ser insoluble, ligero y fuerte. Método revolucionario para pegar geles y el proceso de adhesión de tejidos biológicos solo toma unos segundos. El método no requiere la adición de polímeros y no implica ninguna reacción química.

Una solución acuosa de nanopartículas de sílice, un compuesto que está fácilmente disponible y se usa ampliamente en la industria, particularmente como aditivo alimentario, permite pegar todos los tipos de gel, incluso cuando no tengan la misma consistencia o las mismas propiedades mecánicas. Aparte de la rapidez y sencillez de uso, la adherencia proporcionada por las nanopartículas es fuerte ya que la unión a menudo resiste la deformación mejor que el propio gel. Además de ofrecer una excelente resistencia a la inmersión en agua, la adhesión también se repara automáticamente:dos piezas que se han despegado se pueden reposicionar y pegar sin añadir nanopartículas. Las nanopartículas de sílice no son los únicos materiales que presentan estas propiedades. Los investigadores han obtenido resultados similares utilizando nanocristales de celulosa y nanotubos de carbono.

Finalmente, para ilustrar el potencial de este descubrimiento en el campo de los tejidos biológicos, Los investigadores pegaron con éxito dos trozos de hígado de ternera cortados con un bisturí utilizando una solución de nanopartículas de sílice.

Este descubrimiento abre nuevas aplicaciones y áreas de investigación, particularmente en los campos médico y veterinario y especialmente en cirugía y medicina regenerativa. Por ejemplo, puede ser posible utilizar este método para pegar piel u órganos que hayan sufrido una incisión o una lesión profunda. Además, este método podría ser de interés para las industrias de procesamiento de alimentos y cosméticos, así como para los fabricantes de prótesis y dispositivos médicos (vendajes, parches hidrogeles, etc.).