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Bioingeniería
Material Híbrido de Película Elástica y Células Musculares
22 de Octubre de 2007.

Foto: Kevin Kit Parker y Adam W. FeinbergEn una asociación innovadora entre células vivas y un substrato sintético, bioingenieros de la Universidad de Harvard, dirigidos por Kevin Kit Parker y Adam W. Feinberg, han encontrado que una película elástica semejante a la goma, cubierta con una única capa de células de músculo cardíaco, puede desarrollar de manera semiautónoma movimientos de agarre, de bombeo, y hasta "pasos" para caminar y brazadas para nadar, cual pieza mecánica viviente.
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El movimiento exacto que realicen estos híbridos de película artificial y músculo (MTFs por las siglas de su nombre técnico en inglés) puede ser seleccionado y ajustado controlando la alineación del músculo con respecto a la forma de la película flexible. Algunos MTFs incluso se contraen espontáneamente, una propiedad intrínseca del músculo cardíaco que permite a los dispositivos moverse sin intervención externa.

Se puede pensar en estos MTFs como dispositivos robóticos blandos, o componentes intercambiables para máquinas, hechos parcialmente de células de músculo cardíaco.


Parker y Feinberg diseñaron la adhesión y alineación de células musculares de corazón de rata sobre películas delgadas de un polímero llamado polidimetilsiloxano. Para posibilitar altas fuerzas de contracción de los MTFs era muy importante la alineación de todas las células musculares en una dirección única, permitiendo que los miles de millones de motores moleculares dentro de las células, que se organizan en estructuras llamadas sarcómeros, se activaran simultáneamente y produjeran una contracción grande y única.

A través del diseño cuidadoso de la interfaz entre la película de polímero y las células musculares, es posible combinar las increíbles propiedades de los sistemas biológicos con materiales artificiales.

Las películas delgadas pueden cortarse en cualquier forma con un escalpelo ordinario, lo que ya deja entrever cómo estos materiales biohíbridos podrían usarse algún día en el quirófano. Tanto la forma del MTF como la orientación de sus sarcómeros afectan al tipo de acción desempeñada. Por ejemplo, los MTFs rectangulares con sarcómeros dispuestos a lo largo, se enrollan en tubos durante la contracción muscular, lo que da como resultado una acción de bombeo. Una película más estrecha y rígida se contrae en un movimiento como el de unas pinzas agarrando un objeto, mientras que un MTF triangular realiza un movimiento locomotor similar al de caminar.

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