La piel no es solo el “envoltorio” estético del cuerpo humano, sino también uno de sus receptores más importantes. Se encarga de recoger y transmitir al cerebro sensaciones del mundo exterior como la temperatura, el dolor y la presión a través de un número indeterminado de neuronas (se calcula que una persona puede tener entre 80.000 y 100.000 millones).

Sin embargo, a pesar de que durante los últimos años se han obtenido avances significativos a la hora de crear piel artificial para sustituir tejidos dañados, esta réplica siempre ha arrastrado un hándicap: la dificultad para conseguir que ese “envoltorio” nuevo recoja y transmita al cerebro una parte de las características sensoriales que le rodean; es decir, que tenga propiedades y funciones similares a las de la piel humana.

SmartCore, piel artificial con sensibilidad

Este es el objetivo del proyecto SmartCore¹, una iniciativa financiada con 1,5 millones de euros de fondos europeos que busca aglutinar en un nuevo modelo de piel artificial la detección de condiciones de temperatura, humedad y presión, y hacerlo en una superficie amplia. 

Para conseguir estas funciones los investigadores han tenido que recurrir a materiales con propiedades mecánicas y eléctricas adecuadas, y controlar con precisión el grosor y el tamaño de sus capas. La respuesta a estos requerimientos ha llegado de la mano de un polímero inteligente que reacciona con las alteraciones de temperatura y humedad del ambiente, y de un material compuesto de óxido de zinc que es capaz de producir señales eléctricas cuando cambia de forma, es decir, cuando detecta cambios en las condiciones de presión y de fuerza que se le aplica. 

Los investigadores han superpuesto estos materiales en una estructura microscópica para que el polímero inteligente, situado en la parte exterior, capte los cambios de temperatura y humedad y ejerza una presión sobre el óxido de zinc para que éste genere una señal eléctrica.

Sin embargo, también era necesario conseguir que esa capacidad de detección y transmisión se pudiera desarrollar en una superficie amplia. Si bien la piel humana puede detectar objetos que tienen un tamaño mínimo de 1 mm², la piel artificial SmartCore es capaz de reducir la capacidad de respuesta a una superficie cuatro veces inferior, de 0,25 mm². 

Además, los investigadores han logrado que este nuevo “envoltorio” muestre sensibilidad a tres estímulos diferentes de forma simultánea: presión, temperatura y humedad, hecho que ayuda a ofrecer al sujeto una información similar a la de la piel natural.

Este proyecto, que todavía se encuentra en fase de estudio, ha incluido la integración de un sistema inalámbrico que ayude a detectar las señales eléctricas provenientes del nuevo tejido para desarrollar un dispositivo que pueda registrar toda la actividad eléctrica generada por los estímulos. 

Compatibilidad con medicamentos

Otro de los elementos que los investigadores debían resolver era la compatibilidad de SmartCore con la administración de medicamentos que tienen procesos de absorción, distribución, metabolización y eliminación controlables, un aspecto muy común en los casos de implantes de piel artificial. 

Los polímeros inteligentes que integran la nueva piel son compatibles con estos medicamentos, que pueden liberarse en el momento en que los polímeros se expanden debido a cambios en la temperatura y la humedad. De esta forma se podría, por ejemplo, administrar medicamentos para responder a procesos febriles o a infecciones.

El proyecto ha permitido demostrar, según sus investigadores, la respuesta de los materiales empleados en SmartCore a los cambios de temperatura, las propiedades del óxido de zinc a la hora de transmitir impulsos eléctricos en función de los cambios de temperatura, y la compatibilidad del nuevo material con la administración de medicamentos cinéticos. Este hecho ha contribuido a alumbrar un dispositivo completo de piel artificial con capacidad de respuesta múltiple a alta resolución. 

Por el momento, los investigadores trabajan con la posibilidad de aplicar esta nueva piel en robots avanzados para mejorar de forma sustancial su interacción con el ser humano.