La mariposa robótica 3-D hecha del hidrogel biohíbrido que cambia de color. Crédito:Fu et al., Sci. Robot . 3, eaar8580 (2018)
Un equipo de investigadores de la Universidad del Sureste de Nanjing, Porcelana, ha desarrollado una plataforma de corazón en un chip que incorpora células de músculo cardíaco de rata, hidrogel y nanocristales. En su artículo publicado en la revista Ciencia robótica, el grupo describe su estructura, cómo se hizo, y los usos a los que podría destinarse.
Mientras los investigadores de las compañías farmacéuticas y otros institutos de investigación trabajan para crear nuevos medicamentos para diversas enfermedades, otros buscan formas de ayudarlos. Con ese fin, Se han desarrollado plataformas de corazón en un chip para probar el impacto de los fármacos en la anatomía del corazón. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han recurrido al camaleón en busca de inspiración. Como ellos lo describen, se inspiraron en un estudio de los medios por los que el lagarto cambia de color. Les dio la idea de inducir el mismo efecto en una muestra de laboratorio en lugar de una criatura viviente. El resultado de ese esfuerzo es un biobot extrañamente hermoso parecido a una mariposa, aparentemente cambiando de color mientras bate sus alas.
La plataforma no es en realidad una mariposa, o incluso relacionado con uno. En lugar de, es una estructura física hecha agregando nanocristales a un hidrogel y aplicando una capa de células del músculo cardíaco de rata; el aleteo ocurre cuando las células musculares se contraen y liberan. La expansión y contracción de las células musculares también impactan en los nanocristales, haciendo que reflejen diferentes colores. Partes de la mariposa se vuelven azules a medida que las células se contraen, mientras que otras se vuelven rojas a medida que se expanden.
Para demostrar la efectividad del sistema de corazón en un chip hecho del hidrogel biohíbrido que cambia de color, Se bombearon varias concentraciones del fármaco isoproterenol al chip para estimular las células del corazón. Este primer plano del chip muestra el cambio de color a azul cuando se agregó isoproterenol. Crédito:Fu et al., Sci. Robot . 3, eaar8580 (2018)
El equipo creó la plataforma en forma de mariposa para que el resultado fuera más llamativo. Su propósito, sin embargo, es mucho más grave, para observar visualmente lo que sucede cuando los medicamentos se aplican a las células del corazón, pueden acelerar o ralentizar las contracciones. dependiendo de para qué fue diseñado el medicamento.
El equipo informa que probaron con éxito la capacidad de su mariposa biobot aplicando varias cantidades del medicamento para el corazón isoproterenol, cuales, ellos notan, es similar a la adrenalina. Generalmente se usa para ayudar al flujo sanguíneo a través de un bloqueo acelerando la frecuencia cardíaca. Señalan que es posible que se puedan utilizar tipos similares de plataformas en otras áreas, como la ropa que cambia de color según la frecuencia cardíaca del usuario.
Diagrama esquemático de la construcción de los hidrogeles de color estructural autorregulados bioinspirados mediante el ensamblaje de tejidos de cardiomiocitos diseñados en películas sintéticas de hidrogel de ópalo inverso. Crédito:Fu et al., Sci. Robot . 3, eaar8580 (2018)
Ampliación de la sección transversal del hidrogel que cambia de color con patrón de microsurcos. Crédito:Fu et al., Sci. Robot . 3, eaar8580 (2018)
El hidrogel biohíbrido estructural que cambia de color integrado en un corazón en un chip. Crédito:Fu et al., Sci. Robot . 3, eaar8580 (2018)
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