Nuevos materiales basados en Grafeno
El grupo de investigación de Bioingeniería y Terapia Celular de la Universidad Católica de Valencia (UCV) ha desarrollado nuevos materiales avanzados con aplicaciones industriales de bioprocesado, en la agricultura, el tratamiento de aguas y la industria del papel, además de como fuente alternativa de plásticos no biodegradables.
Los materiales también tienen aplicaciones biomédicas en lentes de contacto, prótesis de córnea, soportes biodegradables para medicina regenerativa o soportes biodegradables para regenerar tejido, detalla la institución universitaria en un comunicado.
La investigación coordinada por Ángel Serrano, profesor del grado en Biotecnología de la UCV, ha sido publicada en la prestigiosa revista científica Scientific Reports, del grupo Nature.
Uno de los componentes de estos biomateriales es el alginato, un polímero de origen natural –como el almidón o la seda– que se puede obtener de varias fuentes renovables, entre ellas las algas pardas o el cultivo de diversos microorganismos.
Entrecruzado con cloruro de calcio, el alginato forma hidrogeles –otro tipo de materiales blandos, elásticos y que se hinchan en presencia de agua– «muy prometedores» en varias aplicaciones porque no no es tóxico, es biodegradable y biocompatible y tiene un bajo coste en comparación con otros polímeros, destacan los responsables del proyecto.
Sin embargo, los hidrogeles carecen de las propiedades mecánicas y de difusión de agua adecuadas para muchas de estas aplicaciones, algo que solventan las propiedades del otro componente de estos nuevos materiales: el óxido de grafeno, nanomaterial derivado del grafeno: una sustancia compuesta por carbono puro y «200 veces más resistente que el acero actual más fuerte».
El gran inconveniente del grafeno es su alto coste, aunque el equipo de expertos de la Católica ha descubierto que «una minúscula cantidad de la síntesis del óxido de grafeno con un alto contenido de cloruro cálcico es capaz de aumentar enormemente la resistencia mecánica a compresión y la velocidad de difusión del agua del alginato».
Por esa razón, los nuevos nanocompuestos desarrollados por los investigadores son de utilidad para aplicaciones industriales de bioprocesado y biomédicas que «requieren urgentemente de hidrogeles de bajo coste con propiedades mecánicas y de difusión de agua mejoradas», ha explicado el titular del proyecto.
LA OFTALMOLOGÍA Y LA ODONTOLOGÍA, GRANDES BENEFICIADAS
Otro de los inconvenientes previos al trabajo realizado por el equipo de Serrano era que, tras la adición de óxido de grafeno a los hidrogeles, se producía un cambio a color negro del material base. Gracias a que la adición de este nanomaterial es mínima, en los materiales desarrollados por los investigadores se ha conseguido que el nanocompuesto de hidrogel conserve sus propiedades de transparencia.
Por ello, el espectro de aplicaciones de estos nuevos materiales se ha ampliado a campos médicos como la oftalmología y la odontología, donde «conservar la transparencia del material es esencial», ha apuntado el profesor de Biotecnología.
La investigación se ha publicado en la revista Scientific Reports, del grupo Nature, bajo el título ‘Aumento de la difusión de agua y del rendimiento de compresión de películas de alginato entrecruzado con una minúscula cantidad de óxido de grafeno’). Se trata de una publicación que cubre todas las áreas de las ciencias naturales y que, según la UCV, se ha convertido recientemente en la más grande del mundo.
