Medicina y Salud • Crean un delicado sensor para controlar las células del corazón con una interrupción mínima

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Crean un delicado sensor para controlar las células del corazón con una interrupción mínima

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03 / 01 / 2019


Ingenieros han diseñado un dispositivo electrónico que monitoriza de cerca las células cardiacas latentes sin afectar a su comportamiento. Una colaboración entre la Universidad de Tokio, la Universidad Médica de Mujeres de Tokio y RIKEN en Japón produjo una muestra funcional de células cardiacas con un sensor blando de nanomalla en contacto directo con el tejido. Este dispositivo podría ayudar al estudio de otras células, órganos y medicamentos y allana el camino para futuros dispositivos médicos integrados.

Dentro de cada uno de nosotros late un corazón que nos mantiene con vida; pero el órgano no siempre es perfecto y algunas veces sale mal. De una forma u otra, la investigación sobre el corazón es fundamentalmente importante para todos nosotros. Entonces, cuando Sunghoon Lee, investigador en el grupo del profesor Takao Someya en la Universidad de Tokio, tuvo la idea de un sensor electrónico ultrasuave que pudiera monitorizar las células en funcionamiento, su equipo aprovechó la oportunidad de usar este sensor para estudiar las células del corazón, o cardiomiocitos, a medida que latían.

"Cuando los científicos estudian los cardiomiocitos en acción, los cultivan en placas de Petri duras y conectan sondas sensoras rígidas. Estas impiden la tendencia natural de las células a moverse cuando la muestra late, por lo que las observaciones no reflejan bien la realidad --explica Lee--. Nuestro sensor de nanomalla permite a los investigadores estudiar los cardiomiocitos y otros cultivos celulares de una manera más fiel a cómo están en la naturaleza. La clave es usar el sensor junto con un sustrato flexible, o base, para que las células crezcan".

Para esta investigación, los colaboradores de la Universidad Médica de Mujeres de Tokio aportaron un cultivo saludable de cardiomiocitos derivados de células madre humanas. La base para el cultivo era un material muy suave llamado gel de fibrina. Lee colocó el sensor de nanomalla sobre el cultivo celular en un proceso complejo, que involucró la eliminación y la adición de un medio líquido en los momentos adecuados. Esto fue importante para dirigir correctamente el sensor.

"El sensor de malla fina es difícil de colocar a la perfección. Esto refleja el delicado toque necesario para fabricarlo inicialmente --resalta Lee--. Las hebras de poliuretano que subyacen en todo el sensor de malla son diez veces más delgadas que un cabello humano. Hizo falta mucha práctica y llevó mi paciencia al límite, pero finalmente hice algunos prototipos funcionales".

LECTURA DEL SENSOR EN TRES LUGARES

Para hacer los sensores, primero, un proceso llamado electro-hilado extruye hilos de poliuretano ultrafino en una hoja plana, similar a cómo funcionan algunas impresoras 3D comunes. Esta hoja, similar a una tela de araña, se reviste con parileno, un tipo de plástico, para fortalecerlo. El parileno en ciertas secciones de la malla se elimina mediante un proceso de grabado en seco con una plantilla. Luego, se aplica oro a estas áreas para hacer las sondas de los sensores y los cables de comunicación. El parileno adicional aísla las sondas para que sus señales no interfieran entre sí.

Con tres sondas, el sensor lee el voltaje presente en tres ubicaciones. La lectura parece familiar, ya que es esencialmente un cardiograma. Gracias a las múltiples sondas, los científicos pueden ver la propagación de señales, que resultan de y activan las células para que latan. Estas señales se conocen como una acción o potencial de campo y son extremadamente importantes al evaluar el efecto de los fármacos en el corazón.

"Las muestras de medicamento deben llegar a la muestra de células y un sensor sólido podría distribuir el fármaco de manera deficiente o impedir que llegue a la muestra por completo. Por lo tanto, la naturaleza porosa del sensor de nanomalla fue intencional y una fuerza impulsora detrás de toda la idea --detalla Lee--. Ya sea para la investigación de medicamentos, monitores cardiacos o para reducir las pruebas en animales, no puedo esperar a ver este dispositivo producido y usado en el campo. Todavía siento una sensación poderosa cuando veo imágenes de primer plano de esos hilos dorados".

Escrito por: Europa Press
Redmujer.com
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