Un equipo científico del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos, ha desarrollado, gracias a una red de diminutos túneles que lo atraviesan, un hidrogel más transpirable, lo que permitirá en un futuro crear vendajes, implantes y sensores portátiles de mayor duración.Los hidrogeles son materiales blandos y biocompatibles compuestos principalmente por agua y una pequeña cantidad de polímero.
Esta sustancia, similar a la gelatina, se presenta en forma de parches médicos, aerosoles y adhesivos, y puede aplicarse sobre la piel o implantarse en el cuerpo para cubrir heridas, fijar implantes y encapsular y liberar medicamentos de forma gradual.A pesar de todas sus propiedades, a los hidrogeles les falta una característica clave: la transpirabilidad. Si se llevan puestos durante demasiado tiempo, un vendaje o un parche pueden retener la humedad y el sudor, lo que puede irritar los tejidos y reducir la eficacia de cualquier dispositivo al que se adhiera el hidrogel.
Los ingenieros del MIT idearon una nueva fórmula para evitarlo, un hidrogel a la vez hidratado y aireado, es decir, permeable al aire.Los resultados, publicados en la revista Nature, podrían dar lugar a productos de hidrogel de mayor duración, como vendajes y apósitos transpirables, mascarillas faciales cosméticas y lentes de contacto, así como a monitores de salud e implantes de mejor rendimiento.
“Ahora que hemos añadido aire a los hidrogeles, se pueden encontrar amplias aplicaciones”, resume en un comunicado Xuanhe Zhao, uno de los autores del estudio.El agua constituye aproximadamente el 90 % de un hidrogel típico. El resto del material está formado por polímeros.
Cuando se mezclan con agua en un proceso químico conocido como reticulación, los polímeros se asientan formando una especie de andamiaje que retiene el agua, creando un gel que es a la vez blando y elástico.Sin embargo, debido a que la composición del hidrogel es principalmente agua, el aire tiene dificultades para atravesar el material eficazmente.Para el nuevo diseño, el equipo mezcló su receta convencional de hidrogel con una cantidad muy pequeña de partículas de aerogel de sílice, que son esencialmente burbujas de aire en ‘estado sólido’.
Los investigadores descubrieron que, al mezclar tan solo una pequeña cantidad de estas partículas con una solución de hidrogel con alto contenido en agua, las moléculas de agua se agrupaban entre sí, encontrándose unas a otras más rápidamente que las partículas de sílice, menos abundantes.
Este efecto de separación de fases -clave de la nueva fórmula- creó grandes bolsas de agua y comprimió las partículas de sílice en túneles estrechos e interconectados. El equipo observó que, al cabo de unas horas, este efecto formaba una red de túneles delgados y resistentes, recubiertos de sílice, por los que podía circular el aire.
“Es como si las partículas formaran una red de túneles conectados, a modo de autopistas permeables al aire dentro del hidrogel hidratado”, describe Shucong Li, autora del trabajo.Los investigadores evaluaron la transpirabilidad y el rendimiento mecánico mediante múltiples experimentos, incluido uno en el que pidieron a varios voluntarios que llevaran puesto el gel, conectado a un monitor de electrocardiograma inalámbrico, mientras realizaban ejercicio durante 20 minutos.Los voluntarios también llevaban monitores con adhesivos de hidrogel convencionales disponibles en el mercado.
Tras entrenar con regularidad durante 10 días, estos no mostraron signos de irritación cutánea y los monitores cardíacos mantuvieron lecturas claras.