Pinzas acústicas para manipular células

Unos ingenieros han ideado una forma de manipular células en tres dimensiones usando ondas de sonido. Estas “pinzas acústicas” podrían hacer posible imprimir estructuras celulares en 3D para la ingeniería de tejidos y otras aplicaciones.

Diseñar implantes de tejido que puedan emplearse para tratar enfermedades humanas requiere de una recreación precisa de la arquitectura natural de los tejidos, pero hasta ahora ha sido desalentadoramente difícil desarrollar un único método que pueda conseguir eso manteniendo al mismo tiempo a las células funcionales y viables.

Los resultados obtenidos en la nueva investigación, realizada por científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, la Universidad Estatal de Pensilvania y la Universidad Carnegie Mellon, proporcionan una vía única para manipular células biológicas con gran precisión y en tres dimensiones, sin necesidad de ningún contacto, marcado o etiquetado bioquímico invasivos.

Este enfoque podría llevar a nuevas posibilidades para la investigación biológica y para aplicaciones en áreas tales como la medicina regenerativa, la neurociencia, la ingeniería de tejidos, la biofabricación y la lucha contra la metástasis del cáncer.

Las nuevas pinzas acústicas están basadas en un dispositivo microfluídico que los investigadores desarrollaron con anterioridad para manipular células en dos dimensiones.

Este aparato produce dos ondas acústicas estacionarias, que son ondas con una altura constante.

Allí donde dos ondas se encuentran, crean un “nodo de presión” que puede atrapar células individuales.

Alterando la longitud de onda y otra propiedad de las ondas conocida como fase, los investigadores pueden mover el nodo y la célula atrapada dentro de él.

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En el nuevo estudio, el equipo añadió una tercera dimensión de control: una vez las células están atrapadas en un plano horizontal, pueden ser movidas arriba y abajo alterando la energía de las ondas acústicas, es decir, el ritmo bajo el cual se emite la energía sonora.

Aumentar la energía permite a los investigadores levantar las células desde la superficie en una especie de “levitación acústica”, y después situarlas en un lugar específico.

Al disminuirla, se hace descender a las células si no están aposentadas sobre una superficie.

Los investigadores desarrollaron también ecuaciones que les permiten predecir con precisión cómo afectarán a las posiciones de las células los cambios en la longitud de onda, la fase y la energía acústica.

En este estudio, los investigadores demostraron su aparato sobre células de fibroblastos de ratón.

Pudieron moverlas, una a una, a posiciones específicas sobre una superficie y crear patrones. También consiguieron colocar células unas sobre otras.

Fuente: Noticias de la Ciencia