La incorporación de nanoestructuras de carbono en hidrogeles basados en colágeno es una estrategia innovadora para mejorar la capacidad de estos materiales de estimular respuestas celulares y promover la regeneración de tejido blando y tejido duro en aplicaciones de ingeniería de tejidos. En este estudio, se presenta la integración de nanotubos de carbono de pared simple funcionalizados con grupos hidroxilo (SWCNT-OH) en una matriz de colágeno reticulada con poliuretano para formar hidrogeles híbridos, utilizando diversas concentraciones (0-20 % en peso). Se evaluaron las propiedades fisicoquímicas de los materiales, como su capacidad de hinchamiento y entrecruzamiento, así como su composición química mediante espectroscopía infrarroja (FTIR) y sus propiedades mecánicas mediante reología. Todos los hidrogeles formaron redes semi-interpenetradas (semi-IPN) a través de un entrecruzamiento químico mediante la formación de enlaces urea. Además, mostraron una capacidad de hinchamiento superior y propiedades mecánicas que superan las requeridas para aplicaciones en la reparación de tejidos blandos (superiores a 25 Pa). También se estudió la bioactividad de los hidrogeles en términos de mineralización superficial cuando se ponen en contacto con una solución simulada de fluidos corporales (SBF), y su biocompatibilidad en relación con la viabilidad de un cultivo de células óseas, que incluye osteocitos, osteoclastos y osteoblastos. Los resultados de viabilidad celular, determinados mediante el ensayo MTT, indicaron que las células mantuvieron su actividad metabólica sin efectos citotóxicos a las 24 y 48 horas del estudio. La formación del mineral apatita tras el contacto con SBF se detectó utilizando el colorante rojo de alizarina y mediante microscopía óptica. Se espera que estos hidrogeles híbridos sean útiles en estrategias de regeneración de tejido blando (piel) y tejido duro (hueso). El desarrollo de estos materiales podría llevar a terapias más efectivas y a dispositivos biomédicos avanzados.

Los autores agradecen al Consejo Nacional de Humanidades, Ciencias y Tecnología (CONAHCYT) por el apoyo otorgado a través del proyecto FORDECYTPRONACES/6660/2020. Además, al Laboratorio Nacional de Materiales Grafenicos de CIQA por el apoyo con la caracterización de materiales.