Investigadores de la Universidad de Cambridge y la Universidad de California en San Diego tienen estructuras inspiradas en corales impresas en 3D que son capaces de producir poblaciones densas de algas microscópicas. Sus resultados, informaron en la revista Comunicaciones de la naturaleza , abra la puerta a nuevos materiales bioinspirados y sus aplicaciones para la conservación de corales.
En el océano, los corales y las algas tienen una relación simbiótica intrincada. El coral proporciona un huésped para las algas, mientras que las algas producen azúcares para el coral a través de la fotosíntesis. Esta relación es responsable de uno de los ecosistemas más diversos y productivos de la Tierra, el arrecife de coral.
"Los corales son altamente eficientes para recolectar y usar la luz", dijo el primer autor, el Dr. Daniel Wangpraseurt, miembro de Marie Curie del Departamento de Química de Cambridge. "En nuestro laboratorio, estamos buscando métodos para copiar e imitar estas estrategias de la naturalezapara aplicaciones comerciales "
Wangpraseurt y sus colegas imprimieron en 3D estructuras de coral y las usaron como incubadoras para el crecimiento de algas. Probaron varios tipos de microalgas y descubrieron que las tasas de crecimiento eran 100 veces más altas que en los medios de crecimiento líquidos estándar.
Para crear las intrincadas estructuras de los corales naturales, los investigadores utilizaron una técnica rápida de bioimpresión en 3D desarrollada originalmente para la bioimpresión de células de hígado artificiales.
Las estructuras inspiradas en los corales fueron altamente eficientes para redistribuir la luz, al igual que los corales naturales. Solo se usaron materiales biocompatibles para fabricar los corales biónicos impresos en 3D.
"Desarrollamos un tejido y esqueleto de coral artificial con una combinación de geles poliméricos e hidrogeles dopados con nanomateriales de celulosa para imitar las propiedades ópticas de los corales vivos", dijo la Dra. Silvia Vignolini, quien dirigió la investigación. "La celulosa es un biopolímero abundante;es excelente para dispersar la luz y la usamos para optimizar el suministro de luz a las algas fotosintéticas "
El equipo utilizó un análogo óptico de ultrasonido, llamado tomografía de coherencia óptica, para escanear corales vivos y utilizar los modelos para sus diseños impresos en 3D. La bioimpresora 3D a medida utiliza luz para imprimir estructuras de microescala de coral en segundos.El coral copia las estructuras de coral natural y las propiedades de captación de luz, creando un microambiente host artificial para las microalgas vivas.
"Al copiar el microhábitat del huésped, también podemos usar nuestros corales bioimpresos en 3D como un sistema modelo para la simbiosis de algas coralinas, que se necesita con urgencia para comprender el colapso de la simbiosis durante el declive de los arrecifes de coral", dijo Wangpraseurt.Hay muchas aplicaciones diferentes para nuestra nueva tecnología. Recientemente hemos creado una compañía, llamada mantaz, que utiliza enfoques de recolección de luz inspirados en corales para cultivar algas para bioproductos en países en desarrollo. Esperamos que nuestra técnica sea escalable para que pueda tener unaimpacto real en el biosector de algas y, en última instancia, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero que son responsables de la muerte de los arrecifes de coral ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Cambridge . La historia original tiene licencia bajo a Licencia Creative Commons . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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