Cirugía ocular con gel viscoelástico
Figura 1. Las propiedades mecánicas viscoelásticas de una red de hidrogeles pueden programarse mediante reticulaciones de coordenadas metálicas bioinspiradas sensibles a la luz UV. Dependiendo del ion metálico utilizado para reticular el hidrogel, la rigidez puede aumentar 1000 veces, disminuir 100 veces o permanecer inalterada por la irradiación UV.
La capacidad demostrada de cambiar a demanda las propiedades viscoelásticas preprogramadas de los materiales de hidrogel podría tener un amplio impacto en la ingeniería de materiales biomédicos. Por ejemplo, esta tecnología permitirá el desarrollo de hidrogeles imprimibles en 3D con propiedades viscoelásticas programables necesarias en la ingeniería de tejidos sintéticos.
Viscoelasticidad
La elasticidad es la tendencia de los materiales sólidos a volver a su forma original tras la aplicación de fuerzas sobre ellos. Cuando se retiran las fuerzas, el objeto vuelve a su forma y tamaño iniciales si el material es elástico.
La viscosidad es una medida de la resistencia al flujo de un fluido. Un fluido con gran viscosidad se resiste al movimiento. Un fluido con baja viscosidad fluye. Por ejemplo, el agua fluye más fácilmente que el jarabe porque tiene una viscosidad menor. Los materiales de alta viscosidad pueden ser la miel, los jarabes o los geles, generalmente cosas que se resisten a fluir. El agua es un material de baja viscosidad, ya que fluye fácilmente. Los materiales viscosos son espesos, pegajosos o adhesivos. Como el calentamiento reduce la viscosidad, estos materiales no fluyen fácilmente. Por ejemplo, el jarabe caliente fluye más fácilmente que el frío.
La viscoelasticidad es la propiedad de los materiales que presentan características tanto viscosas como elásticas cuando se deforman. Los polímeros sintéticos, la madera y los tejidos humanos, así como los metales a alta temperatura, presentan importantes efectos viscoelásticos. En algunas aplicaciones, incluso una pequeña respuesta viscoelástica puede ser significativa.
Almohadilla de gel viscoelástica
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¿Qué es viscoelástica de gel? del momento
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Espuma con memoriaLa espuma con memoria se compone principalmente de poliuretano, así como de productos químicos adicionales que aumentan su viscosidad y densidad. A menudo se denomina espuma de poliuretano «viscoelástica» o espuma de poliuretano de baja resiliencia (LRPu). Las burbujas o «celdas» de la espuma están abiertas, creando así una matriz por la que puede circular el aire. La espuma con memoria de mayor densidad se ablanda en reacción al calor corporal, lo que le permite amoldarse a un cuerpo caliente en pocos minutos. Las espumas más nuevas pueden recuperar su forma original más rápidamente[1].
El efecto neumático y adhesivo está fuertemente correlacionado con el tamaño de los poros de la espuma con memoria. Los poros más pequeños dan lugar a una mayor superficie interna y a un menor flujo de aire, lo que aumenta la adherencia y el efecto neumático, respectivamente. Así, cambiando la estructura celular y la porosidad de la espuma con memoria, se pueden controlar las propiedades. Además, utilizando aditivos en el material polimérico de la espuma con memoria, también se puede modular la temperatura de transición vítrea, lo que afecta a las propiedades de la espuma[2].