Imagina partículas diminutas que circulan por el torrente sanguíneo o por los tejidos. De pronto, cuando reconocen una sustancia específica, se abren para liberar su contenido. Este comportamiento podría aprovecharse para desarrollar materiales inteligentes de administración de medicamentos para pacientes con diabetes y otras enfermedades.
Nicholas Peppas, profesor y director del Instituto de Biomateriales, Administración de Medicamentos y Medicina Regenerativa de la Universidad de Texas en Austin, presentó los resultados preliminares en su ponencia magistral en la International Conference on Biofabrication 2026 en el Tecnológico de Monterrey.
Entre las investigaciones que mostró Peppas, también hay materiales que pueden reconocer la glucosa y distinguirla de otros azúcares, como la galactosa. Esta capacidad se podría aprovechar para desarrollar sistemas que detecten cambios en sus niveles y respondan mediante la liberación de insulina.
“Quiero algo que también pueda detectar las primeras etapas de una enfermedad y comenzar a liberar un compuesto específico”, explicó Peppas sobre uno de los objetivos de su investigación. “El reconocimiento es muy importante, por eso los llamamos inteligentes”.
El investigador destacó que el desarrollo de esta línea de investigación en materiales inteligentes podría abrir nuevas posibilidades para el diagnóstico y tratamiento de diferentes tipos de enfermedades.
Fabricar materiales inteligentes a nivel molecular
Los materiales inteligentes con los que trabaja Peppas son estructuras diseñadas para reconocer determinadas sustancias e interactuar con las condiciones de su entorno. Se trata de características que se podrían aprovechar para desarrollar nuevas herramientas médicas, señaló el investigador.
Entre los materiales que utiliza en sus investigaciones están los hidrogeles, que son estructuras formadas por redes de polímeros, es decir, largas cadenas de moléculas conectadas entre sí, que pueden absorber y retener grandes cantidades de agua. Se pueden diseñar para responder a estímulos específicos, como cambios en las condiciones químicas de su entorno.
Para que estos materiales reconozcan moléculas específicas, el equipo de Peppas utiliza una técnica conocida como impresión molecular que consiste en utilizar una de ellas como molde para crear pequeñas cavidades en el material. Una vez que se retira, los espacios conservan características que permiten reconocer esa misma molécula cuando vuelve a entrar en contacto con el material.
“El molde puede ser una molécula pequeña o parte de una célula, y queda rodeado por el material; cuando se retira, quedan las cavidades”, explicó. “Generalmente son nanocavidades que reconocen únicamente ese molde específico”.
Sin embargo, lograr la capacidad de reconocimiento molecular en un material también es un desafío. Según el investigador, sustancias como el magnesio, el calcio e incluso algunos lípidos pueden dificultar la fabricación de estas estructuras. Además, dijo que su equipo también estudia cómo interactúan estos materiales con fluidos biológicos en lugar de agua, para replicar condiciones lo más cercanas posible a las de un organismo.
Materiales inteligentes que reconozcan, respondan y liberen medicamentos
Para Peppas, el objetivo es claro: busca combinar en un mismo material la capacidad de reconocer sustancias específicas, responder ante su presencia y liberar compuestos que se puedan utilizar como tratamientos médicos.
Compartió los resultados de un experimento en el que su equipo añadió un marcador fluorescente a la glucosa para observar si los materiales eran capaces de reconocerla. Al comparar dos sistemas, encontraron que solo uno la identificaba. Además, el material podía distinguirla de otros azúcares, como la galactosa, una característica que en el futuro se podría aprovechar para desarrollar sistemas que liberen insulina al detectar su presencia.
En ese sentido, Peppas explicó que uno de los problemas de ciertos tratamientos es que los pacientes deben decidir cuándo administrárselos. Incluso, contó como experiencia personal que durante 15 años recibió inyecciones de interferón beta porque había sido diagnosticado con esclerosis múltiple, pero después descubrieron que el diagnóstico era incorrecto.
Dijo que tratamientos como ese pueden resultar difíciles para los pacientes y que incluso en algunos casos dejan de administrarse sus medicamentos debido a las molestias. Ante ese riesgo, destacó la importancia de desarrollar materiales inteligentes que en el futuro permitan administrar tratamientos de manera autónoma en respuesta a señales del organismo, especialmente en enfermedades que requieren tratamientos frecuentes y prolongados.
Otra de las aplicaciones que presentó está relacionada con el síndrome de Sjögren, una enfermedad autoinmune que afecta principalmente las glándulas que producen lágrimas y saliva. Su equipo desarrolló un material capaz de reconocer simultáneamente tres compuestos asociados con esta enfermedad, mientras que otras técnicas requieren analizarlos por separado.
“Creamos sistemas tridimensionales y ahora tenemos una plataforma que puede reconocer tres compuestos al mismo tiempo”, explicó. Esta capacidad se podría aprovechar en el futuro para desarrollar herramientas que ayuden a identificar la enfermedad.
Peppas también habló sobre el potencial de estos materiales en otras áreas de la biomedicina, como la ingeniería de tejidos. Su capacidad para reconocer determinadas sustancias se podría aprovechar para favorecer la interacción de las células con estos materiales y contribuir a la formación de nuevos tejidos. Además, mencionó su posible uso en tratamientos para reparar huesos dañados.
Materiales inteligentes para ayudar a las personas
Si bien los materiales inteligentes tienen el potencial para transformar el diagnóstico y tratamiento de algunas enfermedades, todavía existen desafíos antes de que algunos de estos desarrollos se puedan utilizar en aplicaciones médicas.
Peppas destacó la importancia de evaluar la seguridad de los materiales, incluyendo estudios de toxicidad y posibles efectos adversos. También dijo que es necesario estudiar cómo interactúan con los tejidos y fluidos biológicos, ya que su comportamiento puede cambiar dependiendo de las condiciones del entorno.
“No quiero que pasen cuatro años desarrollando un sistema y que después acudan a la FDA y les digan: Lo sentimos, no podemos aprobarlo. ¡Es demasiado tarde!”.
Sin embargo, pese a los retos científicos, afirmó que el objetivo de estas investigaciones debe ir más allá de demostrar que funcionan como tecnología en el laboratorio.
Lo que importa al final, dijo, es que estos desarrollos se puedan convertir en soluciones que mejoren la vida de las personas, desde facilitar la administración de medicamentos hasta contribuir a la identificación de enfermedades.
“Lo que hacemos sigue siendo investigación fundamental, todavía requiere expresiones matemáticas, química y otras disciplinas, pero también se aplica a los seres humanos”, señaló dirigiéndose a investigadores jóvenes. “Trabajen en problemas que ayuden a los pacientes y vayan a las zonas más desfavorecidas de México”.
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