Crecido como un copo de nieve y afilado con una máquina de coser, Un dispositivo novedoso de investigadores de la Universidad Estatal de Kansas puede beneficiar a los profesionales biomédicos y a los pacientes a los que atienden durante los procedimientos de trasplante de electrodos y órganos.

El dispositivo utiliza nanocables de oro y fue desarrollado por Bret Flanders, profesor asociado de física, y Govind Paneru, ex asistente de investigación graduada en física, manipular y detectar características de células individuales en procedimientos médicos. Los nanocables de oro son 1, 000 veces más pequeño que un cabello humano.

"Instrumentos quirúrgicos convencionales, incluidos los electrodos que se implantan en el tejido de las personas, son desfavorablemente grandes a nivel celular, Flanders dijo. "Trabajar a nivel celular individual es de creciente importancia en áreas como la neurocirugía. Potencialmente, este elegante dispositivo, hecho de nanocables de oro, podría acercarme y hacer el trabajo ".

Flanders dijo que el tamaño de los nanocables es lo que hace que su dispositivo sea tan único.

Cada cable tiene menos de 100 nanómetros de diámetro. Las células de la piel y el cabello miden entre 10 y 20 micrómetros de diámetro, mientras que los glóbulos rojos miden alrededor de 7 micrómetros. Debido a que el cable es tan pequeño, puede perforar una célula biológica para estimular la membrana celular e investigar su interior.

Los nanocables se cultivan electroquímicamente, lo que significa que no crecen alargando o agrandando un cable existente, sino más bien acumulando partículas de la solución en un nuevo alambre.

En imágenes de video muy ampliadas, el nanoalambre parece crecer fuera del electrodo de un micrómetro de espesor. Realmente, el nanoalambre se forma de manera similar a cómo se ensambla un copo de nieve en el cielo cuando las moléculas de vapor de agua en el aire se condensan en la superficie del polen o el polvo y crecen de manera no uniforme hasta que se convierten en un copo de nieve reconocible.

"Comenzamos con un microelectrodo afilado en una platina de microscopio, Flanders dijo. Similar a la formación de copos de nieve, los átomos de oro se condensan en su punta afilada. Como el agua que se condensa en la semilla del copo de nieve, la solución dorada se condensa en la semilla de oro, 'o el microelectrodo ".

Los investigadores desarrollaron electrodos afilados con una herramienta poco convencional que no se encuentra en muchos laboratorios:una máquina de coser.

"Es como poner el cable en un sacapuntas, donde se gira la manivela para afilarlo, excepto que no lo hacemos mecánicamente con un sacapuntas, lo hacemos con una solución de sal común y una máquina de coser, ", Dijo Flanders." Este resultó ser el enfoque que funcionó mejor, y la máquina de coser costaba sólo $ 10 en el Ejército de Salvación ".

La máquina de coser hace oscilar el microelectrodo hacia arriba y hacia abajo en un vaso de precipitados con una solución de cloruro de potasio. La aplicación de un voltaje disuelve la punta del microelectrodo.

"El proceso afila el electrodo porque la punta está en la solución más tiempo que en cualquier otro punto, "Flanders dijo." Si no hicimos oscilar el cable, todo el cable se disolvería. En lugar de, sumergir la punta hacia adentro y hacia afuera hace que la punta se disuelva más, afilándolo así ".

El electrodo afilado permite que crezca el nanoalambre. Luego, los investigadores desmontan el nanoalambre del electrodo y lo envían a colaboradores de todo el país. incluida una empresa de nanofabricación que puede incorporar la invención en un dispositivo preexistente para dotarlo de mayor potencia.

La investigación fue publicada recientemente en las revistas Letras de física aplicada y Nanotecnología , y ha sido presentado en reuniones de la Materials Research Society y la American Physical Society.