Origami, el arte japonés de doblar papel en formas y figuras, se remonta al siglo VI. En UMass Lowell, está inspirando a los investigadores a medida que desarrollan una solución del siglo XXI a la escasez de donantes de tejidos y órganos.

Gulden Camci-Unal, un profesor asistente de ingeniería química, y su equipo de estudiantes investigadores están diseñando nuevos biomateriales que algún día podrían usarse para reparar, reemplazar o regenerar la piel, hueso, cartílago, válvulas cardíacas, músculo cardíaco y vasos sanguíneos, y en otras aplicaciones.

Usando el origami como inspiración, Camci-Unal y su equipo están usando papel normal para crear andamios a escala de centímetros donde las células pueden crecer y luego aplican técnicas de microfabricación para generar nuevos biomateriales conocidos como miméticos de tejidos.

"El papel es de bajo costo, material ampliamente disponible y extremadamente flexible que se puede fabricar fácilmente en estructuras tridimensionales de varias formas, tamaños y configuraciones, "dijo Camci-Unal.

El equipo utiliza papel doblado en origami para hacer crecer células óseas, llamados osteoblastos, que producen la matriz que se deposita con minerales para formar hueso. Luego, el papel se puede implantar para tratar a los pacientes, incluidos los que sufren daños causados ​​por enfermedades, degeneración o trauma, o defectos óseos como tamaños y formas irregulares.

Hasta aquí, La investigación del equipo indica que los implantes son biocompatibles, es decir, no se espera que sean rechazados por el sistema inmunológico del cuerpo, según Camci-Unal.

El equipo también está utilizando su investigación en papel para aprender sobre el comportamiento de las células de cáncer de pulmón.

"Las biopsias de tumores de pacientes se pueden cultivar en nuestro sistema y luego estas células pueden exponerse a diferentes medicamentos de quimioterapia o dosis de radiación para averiguar qué tratamiento específico funcionaría mejor para el paciente". "dijo Camci-Unal, quien se unió a la facultad de UMass Lowell en 2016.

El grupo de investigación Camci-Unal también está desarrollando bajo costo, plataformas en papel para el diagnóstico de enfermedades en el lugar de atención. Sus biosensores se pueden utilizar para determinar si un paciente tiene una enfermedad específica.

Además del papel, Camci-Unal y su equipo están usando hidrogeles:flexibles, materiales blandos que se asemejan a la gelatina y están hechos principalmente de agua, en la investigación relacionada con los tejidos para una variedad de usos, incluido el cuidado de heridas.

"Su físico, las propiedades químicas y biológicas se pueden adaptar para adaptarse a diversas aplicaciones de ingeniería de tejidos, ", dijo." Sin embargo, los hidrogeles tienen propiedades mecánicas relativamente débiles, por lo que tienden a no ser tan fáciles de manejar y manipular cuando son grandes, sábanas muy finas ".

Combinando hidrogeles cargados de células con hojas de papel, Camci-Unal puede crear estructuras de soporte suficientemente fuertes que se pueden utilizar para la ingeniería de tejidos. Otros investigadores han desarrollado estructuras tridimensionales a partir de materiales sintéticos como polímeros, cerámica y metales para cultivar células, pero la mayoría de esos materiales tradicionales no se parecen mucho al entorno en los tejidos nativos, Ella explicó.

"Nuestro equipo comenzó recientemente a involucrarse en la investigación de cicatrización de heridas, también. Nuestro objetivo final es mejorar la salud humana y la calidad de vida, "Dijo Camci-Unal.

Camci-Unal y tres de sus estudiantes:la licenciada en biología Kierra Walsh de Billerica y Xinchen Wu y Sanika Suvarnapathaki, tanto de Lowell como de Ph.D. estudiantes de ingeniería biomédica y biotecnología:discutieron el uso de papel, Plataformas 3-D para cultivos celulares y otras aplicaciones biomédicas en un artículo del 24 de enero en Comunicaciones MRS , una revista académica revisada por pares utilizada por investigadores de todo el mundo para la rápida difusión de los avances en la ciencia de los materiales.