Aquest projecte se centra en la preparació i caracterització d'hidrogels intel·ligents, magnetoelèctrics (ME) o conductors de l'electricitat, fabricats mitjançant impressió 3D utilitzant una matriu d'alginatogelatina i carregant, respectivament, nanopartícules (NPs) magnetoelèctriques de nucli/closca de CoFe2O4@BiFeO3 o nanoplaquetes de grafè per a aplicacions denginyeria tissular.
Abans de la impressió, les NPs ME obtingudes mitjançant el procés hidrotèrmic i les nanoplaquetes de grafè es van incorporar a la tinta d'hidrogel. Es van assajar diversos processos d'impressió variant alguns paràmetres clau per assolir patrons d'impressió satisfactoris per a cada tinta. Finalment, les bastides d'hidrogel es van poder manipular després de la gelificació utilitzant CaCl2 com a agent de reticulació. Les bastides d'hidrogel es van anomenar AG, AGGR (amb nanoplaquetes de grafè) i AGNP (amb NPs). Es van fer diverses tècniques de caracterització en cada tipus d'hidrogel. Van validar la presència de tots dos nanomaterials ben distribuïts dins de la matriu de biopolímers mitjançant anàlisis d'imatge i químics. Van permetre millorar les propietats mecàniques. Pel que fa a les propietats magnètiques, l'hidrogel ME va demostrar un augment de la magnetització en comparació de l'hidrogel de control. Malauradament, no es va observar cap millora a les propietats elèctriques. De fet, el grafè utilitzat va resultar no conductor.

Este proyecto se centra en la preparación y caracterización de hidrogeles inteligentes, magnetoeléctricos (ME) o conductores de la electricidad, fabricados mediante impresión 3D utilizando una matriz de alginato-gelatina y cargando, respectivamente, nanopartículas (NPs) magnetoeléctricas de núcleo/cáscara de CoFe2O4@BiFeO3 o nanoplaquetas de grafeno para aplicaciones de ingeniería tisular.
Antes de la impresión, las NPs ME obtenidas mediante el proceso hidrotérmico y las nanoplaquetas de grafeno se incorporaron a la tinta de hidrogel. Se ensayaron varios procesos de impresión variando algunos parámetros clave para alcanzar patrones de impresión satisfactorios para cada tinta. Por último, los andamiajes de hidrogel se pudieron manipular después de la gelificación utilizando CaCl2 como agente de reticulación. Los andamiajes de hidrogel se denominaron AG, AGGR (con nanoplaquetas de grafeno) y AGNP (con NPs). Se realizaron varias técnicas de caracterización en cada tipo de hidrogel. Validaron la presencia de ambos nanomateriales bien distribuidos dentro de la matriz de biopolímeros mediante análisis de imagen y químicos. Permitieron mejorar las propiedades mecánicas. En cuanto a las propiedades magnéticas, el hidrogel ME demostró un aumento de la magnetización en comparación con el hidrogel de control. Desafortunadamente, no se observó ninguna mejora en las propiedades eléctricas. De hecho, el grafeno utilizado resultó ser no conductor.

This project directs attention to the preparation and characterization of intelligent hydrogels either magnetoelectric (ME) or electrically conductive made by 3D printing using an alginate-gelatin matrix and loading respectively magnetoelectric CoFe2O4@BiFeO3 core/shell nanoparticles (NPs) or graphene nanoplatelets for tissue engineering applications.
Before printing, the ME NPs obtained using the hydrothermal process and the graphene nanoplatelets were incorporated into the hydrogel ink. Several printing processes with varying some key parameters were tested to reach satisfying printing patterns for each ink. Finally, the hydrogel scaffolds could be manipulated after the gelation using CaCl2 as the crosslinking agent. The hydrogel scaffolds were named AG, AGGR (with graphene nanoplatelets), and AGNP (with NPs). Various characterization techniques were performed on each type of hydrogel. They validated the presence of both nanomaterials well distributed inside the biopolymers matrix by imaging and chemistry analysis. They permitted enhancement of the mechanical properties. Regarding magnetic properties, the ME hydrogel demonstrated an increase in magnetization compared to the control hydrogel. Unfortunately, no improvement was noted in the electrical properties. Indeed, the graphene used turned out to be non-conductive.