Un biomaterial que se estira como los músculos

Muchos grupos de investigación están tratando de desarrollar materiales con propiedades similares a los músculos. Una de las grandes dificultades reside en la creación de materiales que posean la cantidad justa de elasticidad parecida a la de los músculos—su capacidad para cambiar de forma al tiempo que soportan una tensión grande. Un equipo de investigadores de la Universidad de British Columbia (UBC) en Vancouver, Canadá, acaba de sintetizar un material a base de proteínas que se extiende exactamente como lo hacen los músculos verdaderos.

El nuevo material consigue la elasticidad de los músculos mediante la imitación de la estructura microscópica de una proteína muscular gigante llamada titina. La estructura de la titina se asemeja a una cadena de cuentas--glóbulos de secuencias de proteínas plegadas se conectan mediante secuencias no estructuradas y menos firmes. Hongbin Li, químico de la UBC, junto a sus colegas, construyeron el nuevo material capaz de imitar a esta estructura. Eligieron una secuencia proteínica mecánicamente estable y que se pliega sobre sí misma para formar glóbulos, junto a otra proteína llamada resilina para que sirviera como puntos de conexión.

El resultado fue una "mini-titina"—una proteína parecida a la titina estructuralmente, pero mucho más pequeña, afirma Li. Los investigadores vincularon químicamente las tiras de proteínas individuales para formar un hidrogel--un material ligero y sólido, y que consiste principalmente de agua--y después pusieron a prueba las propiedades mecánicas del material. El equipo describe el trabajo en un número reciente de la revista Nature.

Cuando probaron el material, Li y sus colegas descubrieron que se comportaba en gran medida como el tejido muscular real. Cuando se estira un poco, rebota como una banda de goma elástica. Si se extendía con más fuerza, las proteínas con forma de cuentas se despliegan, y disipa algo de energía antes de regresar a su estado original.

"Es un buen avance hacia la construcción de músculos artificiales", afirma el físico David Weitz desde la Universidad de Harvard, cuyo grupo se dedica al estudio de las estructura de las redes de proteínas musculares. Otros grupos están trabajando en la creación de polímeros electroactivos, que se contraen cuando son estimulados por una señal eléctrica, para que así el "músculo" pueda ser controlado. El material actual no posee esta característica, aunque el hecho de agregarla sería "el próximo paso", señala Weitz.

Los músculos artificiales podrían utilizarse algún día como andamios para el crecimiento de músculos reparadores de daños en pacientes; en dispositivos biológicamente compatibles para aplicaciones médicas, e incluso para controlar robots sin necesidad de utilizar motores. Sin embargo, puesto que las proteínas tienden a descomponerse a altas temperaturas y bajo condiciones ambientales adversas, no son ideales para su uso en aplicaciones industriales.

Fuente: Technology Review