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| Con el gel inyectable, los investigadores pudieron cultivar electrodos en tejido vivo. Aquí se prueba en un circuito microfabricado. Crédito: Thor Balkhed |
Fabricar materiales lo bastante blandos para interactuar con el tejido vivo, pero lo bastante firmes para introducirse en el cuerpo, es todo un reto. Investigadores de las universidades suecas de Linköping, Lund y Gotemburgo han logrado cultivar electrodos en tejido vivo utilizando las moléculas del cuerpo como activadores. Sus hallazgos podrían conducir a la formación de circuitos electrónicos totalmente integrados en organismos vivos.
Comprender los intrincados procesos biológicos, combatir las enfermedades cerebrales y crear futuras interacciones entre máquinas y seres humanos depende de vincular la electrónica al tejido biológico. La bioelectrónica convencional, en cambio, tiene un diseño fijo y estático que dificulta, si cabe, su integración con los sistemas de señales biológicas vivos. Estos dispositivos se crearon paralelamente a la industria de los semiconductores.
Los investigadores desarrollaron un método para crear dinámicamente materiales conductores blandos sin sustrato dentro del entorno biológico con el fin de resolver esta incompatibilidad. Gracias a este método, es posible crear materiales blandos, libres de sustrato y conductores electrónicos en tejidos vivos.
Los investigadores inyectaron un gel compuesto de enzimas como "moléculas de ensamblaje" para cultivar electrodos en el tejido de peces cebra y sanguijuelas medicinales.
Xenofon Strakosas, investigador de LOE y la Universidad de Lund y uno de los autores principales del estudio, declaró: "El contacto con las sustancias del cuerpo cambia la estructura del gel y lo hace conductor de la electricidad, cosa que no es antes de la inyección. Dependiendo del tejido, también podemos ajustar la composición del gel para poner en marcha el proceso eléctrico".
Las sustancias químicas endógenas producidas por el organismo son suficientes para provocar el desarrollo del electrodo. A diferencia de otras investigaciones, no se requieren cambios genéticos ni señales externas como luz o energía eléctrica. Los investigadores suecos son los primeros en lograrlo en todo el mundo.
Los científicos demostraron además que el método podía dirigir el material conductor electrónico a subestructuras biológicas específicas, creando interfaces de estimulación nerviosa adecuadas. En el futuro, podría ser posible crear circuitos electrónicos totalmente integrados en el interior de elementos biológicos.
Durante los experimentos realizados en la Universidad de Lund, los investigadores formaron con éxito electrodos en cerebros, corazones y aletas de la cola de peces cebra y alrededor del tejido nervioso de sanguijuelas medicinales. La formación de electrodos no tuvo ningún efecto en los animales, como tampoco lo tuvo el gel que se les inyectó. Uno de los muchos retos de estos ensayos fue tener en cuenta el sistema inmunitario de los animales.
El profesor Roger Olsson, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Lund, afirmó: "Haciendo cambios inteligentes en la química, pudimos desarrollar electrodos aceptados por el tejido cerebral y el sistema inmunitario. El pez cebra es un modelo excelente para estudiar los electrodos orgánicos en el cerebro".
Hanne Biesmans, estudiante de doctorado en LOE y una de las autoras principales, afirmó: "Nuestros resultados abren vías completamente nuevas para pensar en biología y electrónica. Aún nos quedan muchos problemas por resolver, pero este estudio es un buen punto de partida para futuras investigaciones."
Fuentes, créditos y referencias: