Las ventosas de los pulpos como inspiración médica

Una vez más la naturaleza ha servido para inspirar al ser humano. Un equipo de investigadores ha diseñado un nuevo dispositivo capaz de adherirse a los tejidos utilizados en injertos basándose en la capacidad de adhesión de las ventosas de los pulpos y los calamares.

Ventosas de un pulpo

Ventosas de un pulpo

Foto: Istock

El velcro (basado en cómo algunas semillas de las plantas se adhieren al pelaje del ganado), la forma de la parte delantera de los trenes (similar a la de algunos pájaros para mejorar su aerodinámica) o el Kevlar (basada en la forma de algunas telas de arañas) son solo algunos ejemplos de cómo el hombre ha sabido mirar a la naturaleza y aplicarla a nuevas tecnologías en distintos ámbitos. Y evidentemente la medicina no podía ser menos.

Los injertos de tejidos finos y el empleo de dispositivos electrónicos flexibles de tamaño diminuto son herramientas muy utilizadas en la medicina regenerativa o en la cicatrización de heridas. Sin embargo, en muchas ocasiones los cirujanos tienen serios problemas para manipular estos elementos tan delicados poco consistentes. Por suerte, la naturaleza ofrece pistas sobre una posible solución, como demuestra el nuevo dispositivo ideado por un equipo de investigadores de la Universidad de Illinois inspirado en la ventosa de un pulpo. El invento es capaz de transferir con una velocidad y una precisión récord tejidos delicados o láminas electrónicas al cuerpo del paciente.

“Una cuestión fundamental en la práctica de transplantes de tejidos, como el caso de la cirugía de trasplante de córnea, es encontrar la forma segura de garantizar el agarre quirúrgico en la transferencia de tejidos blandos. Manipular estas sustancias vivas sigue siendo un gran desafío, pues son frágiles y se arrugan fácilmente cuando se las extrae de los medios de cultivo”, afirma Hyunjoon Kong, profesor de ingeniería química y biomolecular en Illinois, en un comunicado de la universidad.

Los expertos se fijaron en la manera que tienen los pulpo y los calamares de manipular cualquier objeto en distintas condiciones.

El equipo de expertos buscaba una manera de adherir y liberar rápidamente las delgadas y delicadas láminas con cultivos celulares sin dañarlas, lo que les llevó a recurrir al reino animal en busca de inspiración: Se fijaron en la forma que un pulpo o un calamar son capaces de recoger cualquier objeto, tanto húmedos como secos, presionando simplemente sus ventosas sobre su objetivo. En lugar de desarrollar un adhesivo químico, los investigadores tuvieron una idea: imitar las ventosas del pulpo para diseñar un nuevo dispositivo que tuviera una potencia de agarre similar.

Fácil adhesión

Los investigadores, cuyo estudio publicaron recientemente en la revista Sciene Advance, confeccionaron un manipulador quirúrgico hecho con una capa de hidrogel blando sensible a la temperatura, que unieron a un calentador eléctrico. El dispositivo funciona de este modo: cada vez que se quiere manipular una lámina o un tejido muy delgado, calientan suavemente el hidrogel para encogerlo. Después, el producto se expande ligeramente, succionando el tejido blando o la película electrónica. Luego colocan el objeto en su destino y apagan el calentador, haciendo que el gel se desprenda del tejido. Todo el proceso dura solo unos 10 segundos, y se puede llevar a cabo de una forma cómoda y ágil, según los propios investigadores.

Incorporación de biosensores

Los expertos aprovecharon la oportunidad para integrar sensores que podrían ayudar a mejorar la adhesión del nuevo dispositivo, con el fin de "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 - afirma Kong- 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 este nuevo manipulador".

El invento es todavía un prototipo, y serán necesarias futuras investigaciones que garanticen su práctica segura, pero nos dan una idea de hasta qué punto las soluciones basadas en la naturaleza (una técnica denominada biomimética), pueden ayudarnos a encontrar nuevos caminos.

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