Los injertos de tejido fino y la electrónica flexible tienen una gran cantidad de aplicaciones para la cicatrización de heridas, la medicina regenerativa y la biosección. Un nuevo dispositivo inspirado en la ventosa de un pulpo transfiere rápidamente tejidos delicados o láminas electrónicas al paciente, superando una barrera clave para la aplicación clínica, segúna investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y colaboradores.
"Durante las últimas décadas, las láminas de células o tejidos se han utilizado cada vez más para tratar tejidos lesionados o enfermos. Un aspecto crucial de la cirugía de trasplante de tejido, como la cirugía de trasplante de tejido corneal, es el agarre quirúrgico y el trasplante seguro de tejidos blandos. Sin embargo,, manipular estas sustancias vivas sigue siendo un gran desafío porque son frágiles y se arrugan fácilmente cuando se recogen de los medios de cultivo ", dijo el líder del estudio Hyunjoon Kong, profesor de ingeniería química y biomolecular en Illinois.
El grupo de Kong, junto con colaboradores de la Universidad Purdue, la Universidad de Illinois en Chicago, la Universidad Chung-Ang en Corea del Sur y el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea, publicaron su trabajo en la revista avances científicos .
Los métodos actuales para transferir las hojas implican cultivarlas en un polímero blando sensible a la temperatura que, una vez transferido, encoge y libera la película delgada. Sin embargo, este proceso toma de 30 a 60 minutos para transferir una sola hoja, requiere técnicos calificados y funcionariesgo de desgarro o arrugas, dijo Kong.
"Durante la cirugía, los cirujanos deben minimizar el riesgo de daño a los tejidos blandos y trasplantar rápidamente, sin contaminación. Además, la transferencia de materiales ultrafinos sin arrugas ni daños es otro aspecto crucial", dijo Kong.
Buscando una manera de recoger y liberar rápidamente las delgadas y delicadas láminas de células o componentes electrónicos sin dañarlos, los investigadores recurrieron al reino animal en busca de inspiración. Al ver la forma en que un pulpo o un calamar pueden recoger objetos húmedos y secos detodas las formas con pequeños cambios de presión en sus ventosas accionadas por músculos, en lugar de un adhesivo químico pegajoso, dieron una idea a los investigadores.
Diseñaron un manipulador hecho de una capa sensible a la temperatura de hidrogel blando adherida a un calentador eléctrico. Para levantar una hoja delgada, los investigadores calientan suavemente el hidrogel para encogerlo, luego lo presionan contra la hoja y apagan el fuego. El hidrogel se expande ligeramente, creando succión con el tejido blando o la película electrónica flexible para que se pueda levantar y transferir. Luego, colocan suavemente la película delgada sobre el objetivo y vuelven a encender el calentador, encogiendo el hidrogel y soltando la hoja.
Todo el proceso tarda unos 10 segundos.
A continuación, los investigadores esperan integrar sensores en el manipulador para aprovechar aún más su diseño suave y bioinspirado.
"Por ejemplo, al integrar sensores de presión con el manipulador, sería posible monitorear la deformación de los objetos objetivo durante el contacto y, a su vez, ajustar la fuerza de succión a un nivel en el que los materiales conserven su integridad estructural y funcionalidad".Kong dijo. "Al hacerlo, podemos mejorar la seguridad y precisión del manejo de estos materiales. Además, nuestro objetivo es examinar la eficacia terapéutica de las células y tejidos transferidos por el manipulador suave".
La Fundación Nacional de Ciencias, los Institutos Nacionales de Salud, el Programa de Investigación de la Visión del Departamento de Defensa y la Fundación Jump Applied Research en Salud Comunitaria a través de Ingeniería y Simulación apoyaron este trabajo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Oficina de noticias . Original escrito por Liz Ahlberg Touchstone. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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