Como pionera en el uso del grapheno la doctora Victoria Tsai, cofundadora de la extinta Graphene Frontiers y actualmente responsable comercial en TELA Bio (Malvern, Pennsylvania, EEUU), destacó que las buenas prestaciones del grafeno permiten calificarlo como un material "milagro" para la medicina del siglo XXI. Gracias a su excelente conductividad ...

Como pionera en el uso del grapheno la doctora Victoria Tsai, cofundadora de la extinta Graphene Frontiers y actualmente responsable comercial en TELA Bio (Malvern, Pennsylvania, EEUU), destacó que las buenas prestaciones del grafeno permiten calificarlo como un material "milagro" para la medicina del siglo XXI.

Gracias a su excelente conductividad eléctrica y su fabricación en 2D con formatos prácticamente planos muy fáciles de trabajar para su uso en la industria de la salud. Al hacer pasar gas por láminas de cobre a altas temperaturas para separar el grafito y llegar a una estructura hexagonal dúctil para la fabricación de chips y microtransistores.

En materia de biosensores, también según la doctora Tsai, este material se muestra óptimo para el control de parámetros sanguíneos o relativos a la diabetes, por ejemplo. Al igual que puede ayudar a conocer la gravedad de la persona que es trasladada en ambulancia hasta el hospital con sospecha de infarto de miocardio, mediante un test rápido realizado en cartuchos para muestras de sangre.

En esa línea, el centro tecnológico Andaltec desarrolla un tipo de material con potencial para la regeneración tisular muscular a partir de polímeros derivados del grafeno y capaces de recordar formas (shape memory) mediante impresión 3D.

Dentro del proyecto de I+D PoliM3D, iniciado en 2019 y actualmente en desarrollo, las aplicaciones biomédicas basadas en impresión FDM se concentran en la producción de implantes, prótesis y elementos personalizados para cirugía.

La investigación se basa en el uso de polímeros que ofrecen una geometría definida para ser amoldada térmicamente al organismo, según el trabajo realizado por el equipo del doctor Manuel Melguizo en la Universidad de Jaén. Tras procesos de funcionalización con añadido de grafeno modificado químicamente para crear una matriz plástica con buena adherencia y facilidad para el crecimiento celular en el huésped.

Esto es posible a partir de una correcta formulación del polímero y las pruebas pertinentes en ensayos mecánicos y físico-químicos realizados in house. A través de una experimentación validada por la doctora Amelia Aránega, catedrática de la misma universidad andaluza, al probar líneas celulares con mioblastos en el propio polímero.

El grafeno entra en juego al ser aditivado en unas muestras y no en otras, para comprobar las diferencias. En las que sí se añadió este material, se observó que tanto la expansión como la contracción de las células ocurren sin necesidad de estímulos externos. Característica que, en opinión de los investigadores, apunta a su posible aplicación a la generación de tejidos impresos en tecnología 3D. De lo que deducen también un claro potencial en medicina regenerativa, como refirieron el doctor Antonio Peñas Sanjuán, responsable del departamento de proyectos I+D de Andaltec, y María Dolores Ramírez, química del área de materiales del centro investigador.

Así mismo, el personal especializado de Andaltec desarrolla filamentos para impresión 3D y optimiza el procedimiento de adición para construir implantes y prótesis personalizados. Esta versatilidad podría ser apta para fabricar estos elementos de forma rápida y eficaz en los propios hospitales, al decir del doctor Peñas.

Para este fin, el centro de investigación tecnológica tiene capacidad para fabricar en sus propias instalaciones de Martos (Jaén) y sus más de 150 profesionales con predominio de ingenieros, médicos y otros graduados superiores expertos en materiales, dispositivos y prototipos. Donde también se dispone de recursos y protocolos propios para ser desplazados y usados en centros asistenciales como producción directa al dictado de las necesidades de los equipos médicos.

El proyecto PoliM3D responde al modelo de colaboración público privada y se nutre de fondos otorgados por el Sistema Andaluz del Conocimiento de la Consejería de Economía, Conocimiento, Empresas y Universidad de la Junta de Andalucía para entidades calificadas como agentes de la institución. Con resultados positivos de biocompatibilidad hasta el momento, a efectos de crecimiento y fijación celular.

En palabras de la consultora de ingeniería de Repsol, Eva García Biosca, hablar de polímeros da pie a hablar también de polipropileno (PP), el polímero más usado, con un 19,2%, aunque todavía no sea empleado masivamente en impresión 3D.

Esencialmente ofrece una buena funcionalidad y comportamiento mecánico porque muestra estabilidad química, reducción del peso en un 20% respecto a PLA o PETG, resistencia a impactos, fluidez de procesamiento, adherencia al lecho de recepción, facilidad de esterilización y reciclaje integral. Además de una velocidad de impresión de 35 milímetros por segundo, a un rango de impresión de 180-240 ºC.

Igualmente según esta experta, las tendencias en impresión de polímeros de polipropileno apuntan a materiales traslúcidos, no inflamables, con buena adherencia a la base y adecuación a los requerimientos precritos para cada paciente.

En este campo, el doctor Toni Iborra, experto en materiales, estima que la impresión de polipropileno en copos o pellets, disfruta de excelentes posibilidades para la impresión 3D dentro del sector biomédico, la ingeniería de tejidos y el diseño de medicamentos. Entre otras razones, porque está disponible en distintos espesores, es estable y se puede bajar la temperatura de impresión a los 70ºC.

Foto portada: María Dolores Ramírez y Antonio Peñas. Andaltec (Carlos)

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