Investigadores de la Universidad de Boston (Estados Unidos) han diseñado una cámara cardíaca en un chip que puede latir por sí mismo. La tecnología se basa, por un lado, en cardiomiocitos generados a partir de células madre pluripotentes y, por otro, en pequeñas válvulas acrílicas que permiten que el fluido bombeado por la cámara circule.
La cámara está sostenida por un andamio acrílico delgado que pretende imitar las propiedades mecánicas de una cámara cardíaca real, y los cardiomiocitos pueden comprimirla mientras late. Los investigadores esperan que la plataforma les permita investigar tratamientos para enfermedades del corazón. Al obtener y usar células de pacientes, la tecnología también podría permitir formas únicas de medicina cardíaca personalizada.
"Elegimos trabajar en el tejido del corazón debido a su mecánica particularmente complicada, pero demostramos que, cuando tomas la nanotecnología y la combinas con la ingeniería de tejidos, existe la posibilidad de replicarla para múltiples órganos"
Estudiar el corazón siempre ha resultado un desafío, y crear imitaciones adecuadas en el laboratorio es una parte clave de este desafío. Abordar esta coyuntura es lo que impulsó esta última investigación, y la tecnología resultante también puede allanar el camino para dispositivos que permitan a los investigadores estudiar otros órganos con un detalle sin precedentes.
"Podemos estudiar la progresión de la enfermedad de una manera que no ha sido posible antes", dice Alice White, investigadora involucrada en el estudio. "Elegimos trabajar en el tejido del corazón debido a su mecánica particularmente complicada, pero demostramos que, cuando tomas la nanotecnología y la combinas con la ingeniería de tejidos, existe la posibilidad de replicarla para múltiples órganos".
Los investigadores han llamado a su tecnología "bomba microfluídica unidireccional habilitada con precisión miniaturizada" (miniPUMP). El dispositivo es pequeño, del tamaño de un sello postal, lo que permite a los investigadores de la Universidad de Boston aprovechar las diversas propiedades mecánicas de los materiales a pequeña escala.
"Los elementos estructurales son tan finos que las cosas que, normalmente serían rígidas, son flexibles", expresa White. "Por analogía, piense en la fibra óptica: una ventana de vidrio es muy rígida, pero puede enrollar una fibra óptica de vidrio alrededor de su dedo. El acrílico puede ser muy rígido, pero a la escala involucrada en la miniPUMP, el andamio acrílico puede ser comprimido por los cardiomiocitos que laten".
La creación de los diminutos componentes del dispositivo requirió una técnica llamada escritura láser directa de dos fotones. Esto implica hacer brillar un pequeño haz de luz en una resina líquida. El área iluminada dentro de la resina se vuelve sólida, creando la estructura.
Los investigadores esperan que su tecnología ayude con la detección de fármacos para encontrar nuevos tratamientos para enfermedades cardíacas y también ayude a aumentar nuestra comprensión de tales enfermedades.