Músculos artificiales
► Llegan los materiales blandos inteligentes para seres humanos y robots. Su desarrollo permitirá que elementos como las prótesis se muevan casi igual que los miembros del cuerpo
DesdeDesde arquear las cejas a levantar 100 kilos de peso, de girar el pie porque se sienten cosquillas al golpear un balón de fútbol, todos los movimientos conscientes e inconscientes de nuestro cuerpo dependen del juego de extensiones y contracciones de esos manojos de fibras que llamamos músculos. Desde hace tiempo, la ciencia ha fabricado algunos polímeros artificiales que pueden extenderse y contraerse en función de estímulos concretos. Pero imitar sintéticamente la formidable dinámica de nuestra musculatura, de momento, es una quimera.
Un reciente hallazgo puede que suponga un paso adelante en ese sueño de fabricar músculos artificiales plenamente funcionales. Un equipo de investigadores de la Asociación Americana de Química ha desarrollado una serie de materiales elásticos de tipo film que responden a descargas eléctricas de muy baja potencia. Hasta ahora, los polímeros con los que se había trabajado requerían de grandes descargas eléctricas para contraerse o estirarse, lo que les hacía absolutamente descartables para su aplicación en el cuerpo humano.
Los músculos artificiales pueden ser un avance fundamental en el futuro de la medicina. Su desarrollo permitiría que elementos como las prótesis robotizadas se movieran de una manera mucho más parecida a la de los miembros del cuerpo. Incluso podrían utilizarse para fabricar órganos artificiales. Imaginemos una persona amputada que debe llevar una prótesis de brazo. A pesar de que estos dispositivos han evolucionado espectacularmente en los últimos años, todavía hoy los movimientos que permiten realizar distan de las funcionalidades de un brazo real.
El motivo es que carecen de la versatilidad que proporciona el amplio espectro de extensiones y contracciones que permite el músculo real. Por otra parte, los últimos avances en regeneración de órganos permiten plantear en un futuro no muy lejano la creación de tejidos de laboratorio para sustituir tejidos humanos dañados, por ejemplo tejido cardiaco. Pero para generar un corazón artificial completo es necesario que esos tejidos se contraigan y relajen de la manera más parecida a como lo hace un corazón bombeando sangre.
Polímero dieléctrico
En la actualidad se conoce muy bien el funcionamiento de un tipo de polímero dieléctrico conocido como Bottlebrush –se trata de materiales compuestos de grandes cadenas de moléculas– que reaccionan a campos eléctricos con facilidad. Pero los campos requeridos son de gran intensidad, del orden de 4.000 voltios por milímetro (mucho más de los 50 voltios que se recomiendan para ser aplicados con seguridad en un dispositivo humano). Estos materiales permanecen en estado blando en su origen pero se tensan cuando reciben un estímulo. Además, se puede modificar su estado en las dos direcciones: de tenso a blando y viceversa.
La clave de este tipo de dispositivos es su espesor. Los materiales usados hasta ahora son muy anchos y por eso requieren más energía para ser estirados o relajados.