Los investigadores del Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA) crearon una pequeña monstruosidad que podría revolucionar la biomedicina. Se trata de un material vivo y sensible a los estímulos que, además, es capaz de imitar los latidos del corazón. 

Su maravillosa creación está compuesta de elastómeros de cristal líquido con apenas unas micras de diámetro. Estas estructuras inteligentes responden mecánicamente a factores externos como la temperatura, por lo que se consideran en extremo difíciles de manipular. Sin embargo, son justamente las estructuras que le han dado vida a este material. 

Los investigadores descubrieron que era posible combinar elastómeros usando una técnica conocida como electro-escritura, que consiste en dibujar fibras utilizando cargas eléctricas. Por lo tanto, decidieron componer un andamiaje microscópico en el que las células pudieran sentir las fuerzas cíclicas que experimentan dentro del corazón: los bombeos y latidos

Esta es la primera vez que se usan materiales activos para realizar cultivos celulares. Normalmente se emplean materiales pasivos para ofrecer una estructura más sólida y segura. 

Así que este material vivo no solo es único en su categoría, sino también es el primero en programarse digitalmente para imitar los latidos del corazón.

Un monstruo muy pequeño que recibió la estimulación correcta

Así funciona la electro-escritura

La electro-escritura no es una técnica precisamente novedosa. Desde hace algunos años se emplea para preparar andamiajes estáticos similares a tejidos vivos como el miocardio. 

Antes del estudio, los investigadores sabían perfectamente cómo hilar polímeros cientos de veces más microscópicos a los que típicamente se obtienen mediante la impresión 3D. Por tal motivo fue que decidieron experimentar con diferentes materiales hasta obtener una estructura fácil de manipular.

Los elastómeros de cristal líquido acabaron siendo los mejores candidatos. Durante el proceso de electro-escritura, este material adquiere un tamaño microscópico que es clave para controlar con precisión la magnitud y la dirección a la que se excitan con la temperatura.

Así, el equipo desarrolló una nueva técnica combinada para preparar estas microfibras correctamente. 

Hay muchas expectativas puestas en este material vivo para imitar el corazón

El material podría ayudar a estudiar ciertas adecciones en el miocardio / Vía Pixabay

La nueva técnica supera las metodologías actuales de microfabricación de materiales en lo que respecta a su tamaño y control molecular. Principalmente porque permite obtener microestructuras inteligentes que se deformen de la manera esperada. 

En comparación con las estructuras estáticas que son habituales en el campo, este material vivo brinda nuevas posibilidades: desde explorar lo pequeño hasta finalmente imitar tejidos vivos como el corazón. 

“Nuestro trabajo conduce a estructuras biomiméticas activas con funciones mecánicas programadas digitalmente. Se trata de procurar unas estructuras que emulen la matriz extracelular de la manera más representativa posible, es decir, tridimensionales y dinámicas”.

Carlos Sánchez Somolinos, investigador en el INMA

Este material inteligente podría ser útil en ámbitos como la robótica blanda y la ingeniería biomédica, para desarrollar piezas funcionales o andamiajes activos. Incluso podría utilizarse para experimentar con células en los laboratorios, pues emula a la perfección los tejidos vivos dentro del cuerpo.

Así que solo queda esperar para ver qué usos le darán los médicos y científicos a esta pequeña monstruosidad.

Referencias:

Melt electrowriting of liquid crystal elastomer scaffolds with programmed mechanical response https://doi.org/10.1002/adma.202209244

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