Los tejidos humanos experimentan una variedad de estímulos mecánicos que pueden afectar su capacidad para llevar a cabo sus funciones fisiológicas, como proteger los órganos de lesiones. La aplicación controlada de tales estímulos a los tejidos vivos in vivo e in vitro ahora ha demostrado ser instrumental para estudiar elcondiciones que conducen a la enfermedad.
En EPFL, el equipo de investigación de Selman Sakar ha desarrollado micromáquinas capaces de estimular mecánicamente células y microtissue. Estas herramientas, que funcionan con músculos artificiales del tamaño de una célula, pueden realizar tareas de manipulación complicadas en condiciones fisiológicas a escala microscópica.
Las herramientas consisten en microaccionadores y dispositivos robóticos blandos que se activan de forma inalámbrica mediante rayos láser. También pueden incorporar chips microfluídicos, lo que significa que pueden usarse para realizar pruebas combinatorias que involucran estimulación química y mecánica de alto rendimiento de una variedad de productos biológicosmuestras. Esta investigación ha sido publicada en Laboratorio en un chip .
como Legos
Los científicos tuvieron la idea después de observar el sistema locomotor en acción. "Queríamos crear un sistema modular impulsado por la contracción de actuadores distribuidos y la deformación de los mecanismos compatibles", dice Sakar.
Su sistema implica el ensamblaje de varios componentes de hidrogel, como si fueran ladrillos de Lego, para formar un esqueleto compatible, y luego crear conexiones de polímero similares a tendones entre el esqueleto y los microaccionadores. Al combinar los ladrillos y los actuadores de diferentes maneras,los científicos pueden crear una variedad de micromáquinas complicadas.
"Nuestros actuadores blandos se contraen rápida y eficientemente cuando se activan con luz infrarroja cercana. Cuando toda la red de actuadores a nanoescala se contrae, tira de los componentes del dispositivo circundante y alimenta la maquinaria", dice Berna Ozkale, autor principal del estudio.
Con este método, los científicos pueden activar de forma remota múltiples microaccionadores en ubicaciones específicas, un enfoque hábil que produce resultados excepcionales. Los microaccionadores completan cada ciclo de contracción-relajación en milisegundos con una gran tensión.
Además de su utilidad en la investigación fundamental, esta tecnología también ofrece aplicaciones prácticas. Por ejemplo, los médicos podrían usar estos dispositivos como pequeños implantes médicos para estimular mecánicamente el tejido o para activar mecanismos para la entrega a demanda de agentes biológicos.
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Materiales proporcionados por Escuela Politécnica Federal de Lausana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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