Una nueva e insólita técnica, nacida de la creciente miniaturización en impresión 3D y de la habilidad cada vez más sofisticada para controlar microorganismos, permite fabricar con nanocelulosa y en 3D estructuras con un nivel de detalle enorme usando bacterias para imprimir. Una de las aplicaciones más importantes para esta nueva técnica podría ser fabricar bajo demanda estructuras a medida para su uso en medicina regenerativa.
La técnica ha sido ideada y probada por un equipo que incluye a Luiz Greca y Orlando Rojas, ambos de la Universidad de Aalto en Finlandia.
Con su técnica, los investigadores son capaces de guiar el crecimiento de las colonias bacterianas a través del uso de superficies fuertemente repelentes al agua (superhidrófobas). Los objetos así confeccionados muestran un enorme potencial para el uso médico, incluyendo la regeneración de tejidos de apoyo o como andamios para sostener estructuras en proceso de formación con las que reemplazar órganos dañados.
A diferencia de los objetos fibrosos fabricados mediante los métodos convencionales de impresión en 3D, la nueva técnica permite que las fibras, con un diámetro mil veces más delgado que el grosor de un cabello humano, se alineen en cualquier orientación, incluso a través de capas, y con varios gradientes de grosor y topografía, abriendo nuevas posibilidades de aplicación en la regeneración de tejidos. Este tipo de características físicas son cruciales para los materiales de apoyo en la formación y la regeneración de ciertos tipos de tejidos que se encuentran tanto en los músculos como en el cerebro.
“Es como tener miles de millones de diminutas impresoras 3D que caben dentro de una botella”, explica Greca. “Podemos pensar en las bacterias como microrrobots naturales que toman los ladrillos que son puestos a su disposición y, con la influencia adecuada, edifican estructuras con formas complejas”.
Tras ser depositadas en un molde superhidrófobo con agua y nutrientes (azúcar, proteínas y aire) las bacterias aeróbicas producen nanocelulosa. La superficie superhidrófoba atrapa esencialmente una fina capa de aire, que incita a las bacterias a crear una biopelícula fibrosa que replica la superficie y la forma del molde. Con el tiempo, la biopelícula se hace más gruesa y los objetos se vuelven más robustos.
Usando la nueva técnica, el equipo ha creado objetos 3D con características prediseñadas, los cuales miden desde una décima parte del grosor de un solo cabello hasta unos 20 centímetros. Las fibras de tamaño nanométrico no causan reacciones adversas cuando se ponen en contacto con los tejidos humanos.
Los resultados logrados hasta ahora en esta línea de investigación y desarrollo han sido publicados por sus autores en la revista académica ACS Nano bajo el título de “Guiding Bacterial Activity for Biofabrication of Complex Materials via Controlled Wetting of Superhydrophobic Surfaces”.
Fuente: NCYT de Amazings
