Hidrogel electrónico: la venda del futuro

Ingenieros de MIT han desarrollado una especie de venda de hidrogel que se adapta a la perfección a la piel humana. Esta “venda del futuro” permite la posibilidad de integrar sensores de temperatura, bombillas LED, pequeños recipientes de medicamentos y más circuitos electrónicos que ayudarán al tratamiento de las heridas.

Xuanhe Zhao, profesor de Ingeniería mecánica en la universidad de MIT, ha desarrollado el hidrogel partiendo de la composición básica del agua para su maleabilidad y humedad, que se adhiere sin problemas superficies como el oro, el titanio, aluminio, silicona, cerámica y cristal. Con todas esas posibilidades, no cabe duda de que el hidrogel se pegarás in problemas a la piel.

El siguiente reto es conseguir integrar hardware electrónico dentro del material. “Los elementos electrónicos son normalmente duros y secos, pero el cuerpo humano es suave. Estos dos sistemas tienen propiedades totalmente diferentes”, afirma Zhao. “Si queremos integrar cables y conductores dentro de la venda, es necesario que dicha electrónica sea suave y húmeda como la piel”. El equipo de Zhao está motivado para hacer realidad esta práctica que revolucionará la medicina como la entendemos, monitorizando el comportamiento de las heridas mediante sensores de glucosa, de temperatura y sondas neuronales.

La evolución del hidrogel

Hasta la fecha, el material elástico se ha usado como una alternativa al vendaje pero siempre de forma perecedera, ya que el material no fue inicialmente diseñado para aguantar largos períodos de tiempo adheridos a la piel. Zhao certifica que si el futuro está en la integración de material electrónico dentro de este hidrogel, éste tiene que tener una capacidad de durabilidad más larga y ser más resistente a los pliegues de la piel, al sudor, y a las condiciones atmosféricas que envuelven al paciente. Es por ello que a la ecuación, aparte de agua, se le añadieron diferentes tipos de biopolímeros que sin quitar la elasticidad, proporcionó más rigidez al material; entre 10 y 100 kilopascales, rango de suavidad del tejido humano.

Con el nuevo material, el equipo estudió el comportamiento elástico de cables de titanio estirándolos una y otra vez, para asegurar la conectividad de éstos. Zhao también probó la implementación de una matriz de luces LED que mantenía su forma y funcionamiento en zonas con muchos pliegues como los codos o las rodillas.

Avanzamos hacia las matrices médicas

Después de realizar los numerosos estudios de durabilidad, el equipo de ingenieros de la universidad MIT comenzó el camino de la aplicación de hardware médico al hidrogel. Se incrustaron diferentes componentes electrónicos dentro de una sola hoja de hidrogel para crear lo que Zhao denomina como “vendaje inteligente” compuesto por diferentes sensores de temperatura y pequeños depósitos de fármaco. En cuanto los sensores detectan un cambio en la temperatura, se liberan los fármacos dentro de la piel. Además, los investigadores crear pequeños tubos dentro del material viscoso en los que se puede insertar los medicamentos a estos depósitos desde fuera.

“Es una matriz muy versátil”, dice Hyunwoo Yuk, compañero de Zhao y coautor del estudio, “cuando los sensores detectan algo diferente, como una subida anormal de la temperatura, el propio dispositivo puede liberar el fármaco adecuado, que se encuentra en uno de los varios recipientes, en zonas específicas. De esa manera el hidrogel obtiene más durabilidad ya que no se tiene que despegar para aplicar ningún medicamento cuando fuera necesario”.

De cara al futuro, Zhao espera que el hidrogel sea una alternativa para trabajar con material electrónico dentro del cuerpo humano. También maneja la posibilidad de implantar sensores de glucosa, que reaccionen al cambio del sistema inmunitario, y sondas neuronales ya que el hidrogel puede asemejarse también a las propiedades mecánicas y fisiológicas del cerebro.