Seg\u00fan un art\u00edculo publicado esta semana en NewScientist.com, una serie de c\u00e1lculos precisos sugiere que unas capas de hielo de unos cuantos nan\u00f3metros de grosor podr\u00edan permanecer congeladas a la temperatura del cuerpo humano cuando se encuentran sobre l\u00e1minas de diamante con una capa superficial de sodio. Seg\u00fan el equipo de la Universidad de Harvard que ha realizado el estudio, estos recubrimientos de hielo podr\u00edan hacer m\u00e1s biocompatibles los implantes m\u00e9dicos endurecidos con diamante.<\/p>\n
Los recubrimientos de diamante se encuentran en un n\u00famero cada vez mayor de implantes m\u00e9dicos resistentes al desgaste, como las pr\u00f3tesis, las v\u00e1lvulas de coraz\u00f3n artificiales y las piezas de recambio de las articulaciones. Sin embargo, el diamante puede producir coagulaci\u00f3n, al atraer a las prote\u00ednas coagulantes y, adem\u00e1s, a menudo su dureza da lugar a una mayor abrasi\u00f3n de los tejidos que con otros materiales. <\/p>\n
Alexander Wissner-Gross y Efthimios Kaxiras han calculado que estos problemas se podr\u00edan superar enlazando una capa de \u00e1tomos de sodio a la superficie de diamante. Esta capa de sodio mantendr\u00eda una capa de hielo de unos 2 nan\u00f3metros de grosor a 37\u00baC (temperatura del cuerpo humano), proporcionando una \u201cbarrera\u201d con respecto al diamante que es biol\u00f3gicamente compatible. De este modo, el hielo disminuir\u00eda los efectos negativos del diamante, ofreciendo una interfaz biocompatible de mol\u00e9culas de agua.<\/p>\n
Los investigadores han llegado a su descubrimiento por medio de una simulaci\u00f3n inform\u00e1tica basada en \u201cdin\u00e1mica molecular\u201d. En concreto, simularon el movimiento de \u00e1tomos de agua sobre una superficie de sodio-diamante a diferentes temperaturas y durante largos per\u00edodos de tiempo. Los c\u00e1lculos indican que la capa de hielo puede permanecer congelada a temperaturas elevadas gracias a las interacciones dipolo entre las mol\u00e9culas de agua y la superficie.<\/p>\n
Seg\u00fan los autores del estudio la principal aplicaci\u00f3n de este descubrimiento podr\u00eda ser la elaboraci\u00f3n de recubrimientos para implantes m\u00e9dicos de diamante, como las articulaciones prot\u00e9sicas, con el fin de hacerlos m\u00e1s biocompatibles. \u00abLa capa de hielo estabilizada por el diamante podr\u00eda proteger los tejidos de la abrasi\u00f3n y evitar la coagulaci\u00f3n de la sangre en la superficie de diamante\u00bb, se\u00f1ala Wissner-Gross.<\/p>\n
\u00abLa capacidad de crear una capa hidrof\u00edlica sobre un diamante duro o sustrato similar es un avance importante\u00bb, se\u00f1ala David Martin, profesor de ingenier\u00eda biom\u00e9dica en la Universidad de Michigan y cient\u00edfico jefe de Biotectix, una empresa que fabrica recubrimientos polim\u00e9ricos para dispositivos biom\u00e9dicos. Sin embargo, Martin advierte que el nuevo m\u00e9todo podr\u00eda no resolver el principal problema de estos dispositivos, que es que las propiedades mec\u00e1nicas de los implantes son incmpatibles con las de los tejidos biol\u00f3gicos blandos. \u00abEl recubrimiento de hielo ser\u00e1 extremadamente fino y plano y su mec\u00e1nica, vista por una c\u00e9lula, no ser\u00e1 muy diferente de la del objeto sin recubrimiento\u00bb, a\u00f1adi\u00f3.<\/p>\n