Bioingeniería
Diminutos organismos unicelulares nadarán por nuestra sangre sin necesidad de energía
Podrán utilizarse para administrar medicamentos o "reparar" el cuerpo humano desde su interior
Las algas pueden moverse a más de 100 micrómetros por segundo en forma individual. Con cuatro algas en las trampas, el rotador se movía a una velocidad promedio de entre 20 y 40 micrómetros por segundo. / CRÉDITO: THE SHOJI TAKEUCHI RESEARCH GROUP AT THE UNIVERSITY OF TOKYO.
Pablo Javier Piacente
16 JUL 2024
Los investigadores han descubierto una forma de motorizar pequeñas estructuras microscópicas sin necesidad de una fuente de energía externa para que viajen por el torrente sanguíneo: se trata de un conjunto de organismos unicelulares de libre movimiento (algas microscópicas) que se enganchan a un "carro", como si se tratara de pequeños caballos poniendo en marcha un viejo carruaje.
Un equipo de científicos e ingenieros de la Universidad de Tokio, en Japón, han creado pequeñas estructuras parecidas a vehículos que pueden ser “maniobradas” por algas microscópicas. Las algas quedan atrapadas en cestas unidas a las micromáquinas, que han sido cuidadosamente diseñadas para permitir el libre movimiento de los organismos. De esta manera, las estructuras se movilizan gracias al empuje de las algas, sin necesidad de algún tipo de energía externa.
Los especialistas crearon dos tipos de vehículos: el “rotador”, que gira como una rueda, y el “scooter”, que puede moverse en múltiples direcciones. El grupo de trabajo planea probar diseños diferentes y más complejos para sus próximos vehículos: en el futuro, estas micromáquinas conducidas por algas podrían utilizarse en diferentes campos, como en la salud o el monitoreo ambiental, entre muchos otros.
Algas movedizas
"Nos inspiramos en Chlamydomonas reinhardtii, un alga muy común que se encuentra en todo el mundo, después de quedar impresionados por su capacidad de natación rápida y sin restricciones. Ahora hemos demostrado que estas algas pueden quedar atrapadas sin perjudicar su movilidad, lo que ofrece una nueva opción para propulsar micromáquinas que podrían usarse con fines de ingeniería o investigación", explicó en una nota de prensa Naoto Shimizu, uno de los autores del nuevo estudio, publicado en la revista Small.
Según los investigadores, la principal ventaja de estas micromáquinas frente a las impulsadas por otros organismos es que ni la máquina ni las algas requieren ninguna modificación química. Además, las algas tampoco necesitan estructuras externas que las guíen: esto permite una mayor libertad de movimiento. En algún momento, estas máquinas microscópicas manejadas por algas podrían utilizarse para administrar fármacos al viajar directamente por el torrente sanguíneo. Incluso, podrían servir para “curar” al cuerpo humano desde su interior.
Buscando más velocidad
Sin embargo, la limitación es temporal: aún no se ha podido confirmar cuánto tiempo pueden sobrevivir y seguir funcionando estos “microcarros” impulsados por los diminutos organismos. Cada individuo de Chlamydomonas reinhardtii puede vivir unos dos días y multiplicarse para producir cuatro nuevas algas. Los experimentos se llevaron a cabo durante varias horas, a lo largo de las cuales las micromáquinas funcionaron sin inconvenientes.
De acuerdo a un artículo publicado en Science Alert, la estructura impulsada por cuatro algas "gira" a una velocidad media de 20 a 40 micrómetros por segundo. Sin embargo, como las algas pueden alcanzar en forma individual velocidades de 100 micrómetros por segundo sin presentarse obstáculos, los especialistas están trabajando en nuevos diseños que puedan lograr que estas micromáquinas se muevan más rápido y con mayor precisión.
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Referencia
Harnessing the Propulsive Force of Microalgae with Microtrap to Drive Micromachines. Haruka Oda, Naoto Shimizu, Yuya Morimoto and Shoji Takeuchi. Small (2024). DOI:https://doi.org/10.1002/smll.202402923
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Fuente:
