Investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) han desarrollado una nueva generación de materiales magneto-inteligentes para confeccionar músculos artificiales y nano-robots terapéuticos para la administración dirigida de medicamentos, dentro del proyecto de investigación 4D-BIOMAP.

Este equipo lleva tiempo trabajando en metodologías de conocimiento transversal bio-magneto-mecánico para simular y gobernar procesos como la migración y proliferación celular, la respuesta electrofisiológica del organismo y el origen y desarrollo de patologías en tejidos blandos, señala la UC3M en una nota.

"La idea global de este proyecto de investigación es llegar a influir a nivel celular sobre distintos procesos biológicos (como la cicatrización de las heridas, las sinapsis cerebrales o respuestas del sistema nervioso), lo que permitirá desarrollar determinadas aplicaciones ingenieriles que nos permitan controlar los mismos", añaden.

El responsable de 4D-BIOMAP, Daniel García González, del Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras de la UC3M, ha explicado que los polímeros magneto-activos "están revolucionando los campos de la mecánica de sólidos y de la ciencia de los materiales".

"La idea es que con un campo magnético externo se inducen fuerzas internas en este material de manera que se modifican las propiedades mecánicas, como la rigidez, o incluso se producen cambios en la forma y el volumen que pueden interactuar con ciertos sistemas celulares", avanza García González.

Este investigador ha publicado recientemente un artículo científico en la revista 'Composites Part B: Engineering' sobre este tema junto con colegas de los departamentos de Estructuras y de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial de la UC3M, en una colaboración transversal en la que proponen un nuevo modelo.

La respuesta magneto-mecánica está determinada por las propiedades del material de la matriz polimérica y de las partículas magnéticas.

Si se consigue controlar estos procesos, se podrían desarrollar otras aplicaciones ingenieriles, como robots blandos que podrían interaccionar con el cuerpo o una nueva generación de músculos artificiales, señala el investigador, quien recurre a un símil para explicar el potencial de esta tecnología.

"Nos imaginamos una persona que está en la playa y que quiere avanzar rápidamente. Sin embargo, la arena del suelo (el entorno mecánico) hace que le cueste un poco más avanzar que si estuviera sobre asfalto o sobre una pista de atletismo. Al igual que en nuestro caso, cuando una célula está sobre un sustrato demasiado blando, le va a costar más desplazarse", afirma.

En cambio, continua el investigador, "si somos capaces de modificar estos sustratos y crear esta pista de atletismo para las células, vamos a conseguir que todos estos procesos se desarrollen de una forma mucho más eficiente".

El 4D-BIOMAP es un proyecto de cinco años de duración financiado con 1,5 millones de euros por el Consejo Europeo de Investigación (European Research Council) a través de una ayuda ERC Starting Grant.

Este proyecto de investigación se aborda desde una perspectiva multidisciplinar, involucrando conocimientos de disciplinas como la mecánica de sólidos, el magnetismo y la bioingeniería. Además, se combinarán metodologías computacionales, experimentales y teóricas.