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Ingenieros del MIT han desarrollado una manera de manipular las células en tres dimensiones utilizando ondas de sonido. Estas “pinzas acústicas” podrían hacer posible la impresión 3-D de las estructuras celulares para la ingeniería de tejidos y otras aplicaciones.

El diseño de los implantes de tejido que se pueden utilizar para tratar la enfermedad humana requiere recrear con precisión la arquitectura del tejido natural, pero hasta ahora ha sido difícil desarrollar un único método que puede lograr que, manteniendo las células viables y funcionales.

“Los resultados presentados en este trabajo proporcionan una vía única para manipular células biológicas con precisión y en tres dimensiones, sin necesidad de ningún contacto invasivo”, dijo Subra Suresh, responsable de la investigación.

“Este enfoque podría dar lugar a nuevas posibilidades de investigación y aplicaciones en áreas como la medicina regenerativa, la neurociencia, la ingeniería de tejidos, bioproducción y la metástasis del cáncer.”

Las nuevas pinzas acústicas se basan en un dispositivo de microfluidos que los investigadores desarrollaron previamente para manipular células en dos dimensiones. Este dispositivo produce dos ondas estacionarias acústicas, que son olas con una altura constante. Cuando las dos ondas se reúnen, crean un “nodo de presión” que puede atrapar las células individuales. Al alterar la longitud de onda y la otra propiedad de onda conocida como la fase, los investigadores pueden mover el nodo y la célula atrapado dentro de ella.

El equipo de investigación utilizó previamente un enfoque similar para separar las células cancerosas de las células sanas, que podrían ser útiles para detectar células tumorales raras en el torrente sanguíneo de un paciente y predecir si el tumor se extienda.

Los investigadores también desarrollaron ecuaciones que les permiten predecir con exactitud cómo los cambios en la longitud de onda, fase y potencia acústica afectarán posiciones células.
“Ahora tenemos una buena idea de qué esperar y cómo controlar el posicionamiento 3-D de las ondas acústicas y los nodos de presión, lo que permite la validación del método, así como la optimización del sistema”, agrego.

En este estudio, los investigadores demostraron su dispositivo en partículas de poliestireno, así como células de fibroblastos de ratón. Ellos fueron capaces de mover las células, una a la vez, en posiciones específicas en una superficie y crear patrones. También podrían apilar las células en la parte superior de la otra.

Sin duda es un enfoque innovador de manipular partículas y células individuales en 3-D en los fluidos, dado que la energía acústica no es invasiva y las células mantienen su viabilidad. Ahora, los investigadores ya han solicitado una patente sobre la tecnología y planea continuar desarrollandola para la ingeniería de tejidos y otras aplicaciones.

Referencia: MIT

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