Materiales promesas para la bioelectrónica

“En el campo de la bioelectrónica existe la necesidad de crear una nueva generación de materiales con propiedades mecánicas blandas, conductividad iónica y electrónica, y compatible con los tejidos biológicos”, indica Isabel del Agua López autora del estudio. El polímero conductor más exitoso en aplicaciones bioelectrónicas hoy en día es el PEDOT (poli 3,4-etilendioxitiofeno), comúnmente dopado con PSS (Poli(3,4-etilendioxitiofeno)-poli(estireno sulfonato)) dada su gran conductividad tanto electrónica como iónica, su biocompatibilidad, así como la estabilidad, etc. Actualmente, “el PEDOT se comercializa dopado con PSS, pero uno de los inconvenientes es que así no es biofuncional. Por este motivo, para mejorar su biocompatibilidad este estudio se ha centrado en la fabricación de nuevos materiales de PEDOT estabilizado con polisacáridos como la goma xantana y la goma guar en lugar de con PSS, con el fin de que el material se integre mejor en nuestros tejidos”, explica del Agua López.

Mejora de la biocompatibilidad

Partiendo de las combinaciones PEDOT:polisacárido que han sido realizadas en este trabajo por primera vez, se han creado dos nuevos materiales. Por un lado, los geles iónicos de PEDOT, que son únicos ya que nunca antes se había fabricado un gel iónico que a su vez contuviese PEDOT. “Este material presenta propiedades únicas que surgen de la combinación de materiales del que está hecho. Presenta conductividad electrónica dada por el PEDOT, conductividad iónica por el líquido iónico y la elasticidad impartida por el polisacárido goma guar”, explica la investigadora de la UPV/EHU. En general, “este material supera a los hidrogeles de PEDOT que ya existen, ya que no se seca, es más estable y no pierde ni sus propiedades mecánicas ni su conductividad”, añade. En la actualidad se están investigando sus propiedades y aplicaciones en bioelectrónica entre las que destaca su uso como electrodos cutáneos para electrofisiología. Sobre la piel, estos materiales transmiten la actividad eléctrica de nuestro cuerpo a los electrodos para su registro. Así se consigue registrar, por ejemplo, la actividad de nuestro corazón (electrocardiografía) o la de nuestros músculos (electromiografía).

Por otro lado, “el segundo material que hemos fabricado —señala del Agua López— a partir de la combinación de PEDOT:polisacárido son las estructuras tridimensionales porosas denominadas scaffolds que sirven de soporte para el crecimiento tridimensional de células y formación de tejidos”. Gracias al contenido del polisacárido y a sus poros interconectados, las células presentan una especial afinidad por estos andamios. “Se ha demostrado que tanto la porosidad como las propiedades mecánicas de estos materiales se pueden modificar muy fácilmente dependiendo de la aplicación para la que se los quiere usar. Variando el contenido de PEDOT y de polisacárido los poros pueden tener mayor o menor diámetro y el andamio en su conjunto ser más blando o más duro”, indica. “El desarrollo de scaffolds basados en PEDOT pretende no solo facilitar el crecimiento celular sino también controlarlo”, añade Isabel del Agua.

A la vista de los resultados obtenidos, “las propiedades únicas de estos materiales poliméricos pueden llevar al campo de la bioelectrónica hacia nuevas aplicaciones, ya que estos materiales consiguen integrar dispositivos electrónicos con nuestro cuerpo e incluso a mejorar las aplicaciones actuales”, subraya la autora del trabajo.

Información complementaria

Esta investigación se ha llevado a cabo en el marco de la tesis doctoral de Isabel del Agua López (Valladolid, 1988), titulada ‘Conducting polymer materials for bioelectronics applications’ y dirigida por David Mecerreyes, vicedirector de Polymat, y Ana Sanchez-Sanchez también de Polymat. La tesis doctoral ha sido llevada a cabo en colaboración con el Departamento de Bioelectrónica en EMSE, Francia.