El trabajo fue encabezado por el Dr. Sangharatna M. Ramteke, del Departamento de Ingeniería Mecánica y Metalúrgica de la Pontificia Universidad Católica de Chile, y contó con la participación de Darío Zambrano y el Prof. Andreas Rosenkranz, investigadores de la Universidad de Chile y del Núcleo Milenio de MXenos Avanzados para Aplicaciones en Sustentabilidad (AMXSA), entre otros colaboradores.
El estudio consistió en incorporar nanomateriales como el grafeno, conocido por su alta resistencia y conductividad, y MXenos (Ti₃C₂Tₓ) en un fluido sinovial artificial para evaluar su efecto sobre propiedades clave como la viscosidad, la humectabilidad y el comportamiento frente al desgaste.
Los MXenos son nanomateriales laminares de alta conductividad y propiedades avanzadas, ideales para aplicaciones en energía, sensores y recubrimientos.
En los experimentos desarrollados, principalmente, en los laboratorios del Departamento de Ingeniería Química, Biotecnología y Materiales (DIQBM) de la Universidad de Chile, se emplearon técnicas avanzadas de caracterización, incluyendo mediciones de reología, ángulo de contacto, tribología y espectroscopía Raman.
“La investigación combinó la incorporación de estos nanomateriales en un fluido sinovial artificial para evaluar su efecto sobre propiedades clave como la viscosidad, la humectabilidad y el comportamiento frente al desgaste” explicó Darío Zambrano, investigador del Núcleo AMXSA y coautor del estudio.
Los resultados muestran que el uso de nano-aditivos permitió reducir el desgaste hasta en un 78%, lo que podría extender la vida útil de los implantes articulares y mejorar la calidad de vida de personas que sufren enfermedades como la osteoartritis. “Las prótesis actuales, aunque eficaces, tienen una vida útil limitada en gran parte debido al desgaste mecánico. Esta investigación abre una nueva vía para prolongar la duración de los implantes gracias a lubricantes enriquecidos con nanomateriales” agregó Zambrano.
Más allá del uso en implantes, el estudio también abre la puerta a aplicaciones preventivas. “En el futuro estos nano-aditivos podrían incluso formar parte de tratamientos inyectables que protejan el cartílago natural en fases tempranas de enfermedades como la osteoartritis” señaló.
Desde la dirección del Núcleo Milenio AMXSA el Prof. Andreas Rosenkranz, valoró el avance metodológico que representa esta publicación, “este es el primer artículo que evalúa el comportamiento del grafeno y los MXenos como estructura híbrida lo que representa un paso más hacia el uso de nuestros nanomateriales en aplicaciones biomédicas. Las publicaciones anteriores se centraban en un solo nanomaterial, ahora con la idea del híbrido se busca aprovechar las ventajas de cada uno y minimizar sus desventajas” explicó.
“Como en investigaciones previas este trabajo se conecta directamente con el objetivo de mejorar la vida útil de implantes en articulaciones como la rodilla o la cadera. Estamos avanzando hacia soluciones más eficientes, personalizadas y sustentables” concluyó.
El artículo titulado, “Bio-tribological characterization of additives in synovial fluid – usage of graphene, Ti3C2Tx and their synergistic effects”, ya está disponible en https://doi.org/10.1016/j.rineng.2025.104955
