EUTECTOGELES DE GELATINA NATURAL, BIOCOMPATIBLES Y IMPRIMIBLES EN 3D REFORZADOS CON NANOCRISTALES DE CELULOSA RECUBIERTOS CON ÁCIDO TÁNICO COMO SENSORES DE DEFORMACIÓN

PABLO A. MERCADAL; MARCELO ROMERO; GIMENEZ, PAOLA A.; MARIA DEL MAR MONTESINOS; JUAN PABLO REAL; MATIAS L. PICCHIO; AGUSTÍN GONZÁLEZ

Mar del Plata

Simposio; Simposio Argentino de Materiales (SAP 2023); 2023

Los geles formados a partir de mezclas o solventes eutécticos están atrayendo un amplio interés en la bioelectrónica debido a su naturaleza no volátil, bajo costo y alta conductividad iónica [1]. En este trabajo se fabricaron geles basados en gelatina Tipo A de piel porcina y una mezcla eutéctica compuesta de cloruro de colina y etilenglicol (etalina). Con el objeto de mejorar las propiedades mecánicas y viscoelásticas del material, se añadieron concentraciones de 1, 2 y 4 %p/p de nanocristales de celulosa recubiertos con ácido tánico (TA@CNC). El material se caracterizó mediante microscopía SEM, espectroscopia FTIR, ensayos de tensión, adhesión, impresión 3D y viabilidad celular. Como prueba de concepto se estudió la capacidad de los eutectogeles para detectar los cambios en los movimientos corporales mediante la variación de los valores de conductividad específica durante los pasos de flexión y extensión. Para tal propósito, se fabricó un dispositivo electrónico que simula el movimiento del dedo índice de la mano cuando esta flexionado o extendido, el cual se acopló a un voltímetro para registrar las variaciones de resistencia. Se demostró que la adición de TA@CNC en baja concentración (1 o 2 %p/p) actúa como agente de refuerzo mediante interacciones de enlace puente hidrógeno, lo que hace a los eutectogeles más resistentes y flexibles. Para el mayor contenido de TA@CNC analizado (4 %p/p), las propiedades mecánicas de los eutectogeles exhiben un deterioro debido a la presencia de aglomerados de TA@CNC que afectan, en cierta medida, su mecanismo de refuerzo; probablemente, debido a la disipación de energía por desprendimiento interfacial entre las cadenas de gelatina/TA@CNC. Los materiales demostraron su capacidad de ser impresos en 3D por MESO-PP (Melting Solidification Printing Process) con excelentes valores de índice de impresión, independientemente de la concentración de TA@CNC agregada. Como el objetivo de los eutectogeles es utilizarlos como sensores de movimiento sobre la piel humana, el ensayo de adhesión se realizo sobre piel porcina. Los valores de adhesividad de los eutectogeles aumentan desde 0.5 a 4 kPa a media que aumenta la cantidad de TA@CNC agregado, siendo lo suficientemente buenos para adherirse a la piel humana [2]. Con respecto al ensayo de conductividad, los eutectogeles demostraron tener la capacidad de detectar cambios en la conductividad especifica durante los pasos de flexión-extensión. La adición de 2% p/p de TA@CNC mejora la conductividad iónica de los eutectogeles debido al efecto electrolítico del TA, mientras que para la concentración más alta de TA@CNC, la conductividad específica disminuye ligeramente debido a la formación de una red densamente empaquetada de TA@CNC la cual se observa en las imágenes SEM. Por último, estos eutectogeles demostraron ser buenos candidatos para ser usados en bioelectrónica ya que los datos de viabilidad celular mostraron que todos los geles podrían considerarse no citotóxicos.