30 de noviembre de 2023 (Noticias de Nanowerk) Los micronadadores helicoidales artificiales con capacidades de transformación de formas y locomoción adaptativa son prometedores para la medicina de precisión y la cirugía no invasiva. Sin embargo, los métodos de fabricación actuales son lentos y limitados. Una nueva estrategia de procesamiento holográfico rotatorio puede producir rápidamente micronadadores helicoidales que responden a estímulos de diferentes tamaños y morfologías. Pueden realizar una transición dinámica entre movimientos de volteretas y de sacacorchos. Les permitiría navegar por terrenos complejos y lograr la entrega de medicamentos dirigida. Esto es muy prometedor para diversos tratamientos de precisión y aplicaciones biomédicas. Los microorganismos, como las bacterias y los espermatozoides, pueden sufrir transformaciones adaptativas para optimizar sus mecanismos de locomoción en el medio ambiente, lo que les permite sortear barreras complejas y mejorar la supervivencia. Inspirándose en este comportamiento autónomo, se han propuesto microrobots artificiales reconfigurables para lograr capacidades de adaptación similares. Los micronadadores helicoidales son particularmente prometedores para aplicaciones biomédicas debido a su mecanismo de propulsión único. Bajo un campo magnético giratorio, los micronadadores helicoidales pueden realizar una transición dinámica entre movimientos de volteretas y de tirabuzones, lo que les permite navegar por terrenos complejos y lograr una administración específica de fármacos.
Ilustración esquemática de la fabricación altamente eficiente de microhélice sensible a estímulos basada en el método de procesamiento holográfico rotatorio. En un nuevo artículo publicado en Luz: Fabricación Aplicada (“Fabricación rápida de micronadadores helicoidales reconfigurables con locomoción ambientalmente adaptable”), un equipo dirigido por el profesor Jiawen Li de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China ha desarrollado nuevas formas de fabricar micronadadores helicoidales que son muy pequeños, con dimensiones en el rango micrométrico. Esto es importante porque muchas estructuras biológicas, como células, capilares y arrugas en las superficies celulares, también son muy pequeñas. Los micronadadores helicoidales a microescala son herramientas prometedoras para aplicaciones biomédicas, como la administración de fármacos y la terapia dirigida. Sin embargo, todavía es necesario abordar algunos desafíos antes de que estos micronadadores puedan utilizarse ampliamente en la práctica clínica. Un desafío es la fabricación de micronadadores helicoidales a microescala. La escritura láser directa de femtosegundos (fs-DLW) es una herramienta poderosa para fabricar estructuras 3D complejas con alta resolución, pero es un proceso lento e ineficiente. Esto dificulta la producción rápida de grandes cantidades de micronadadores. Otro desafío es la locomoción adaptativa de los micronadadores en entornos complejos. Dentro del cuerpo, los valores de pH varían entre los diferentes tejidos y existen numerosos microcanales y obstáculos. Los micronadadores deben poder sentir su entorno y adaptar su locomoción en consecuencia para llegar a su destino objetivo. Los investigadores están abordando estos desafíos. Un enfoque es desarrollar nuevos métodos de fabricación que sean más eficientes y escalables que fs-DLW. Otro enfoque es diseñar micronadadores que respondan mejor a los estímulos ambientales y puedan adaptar su locomoción en consecuencia.
La locomoción adaptativa del micronadador helicoidal que cambia de forma. En este estudio, los investigadores desarrollaron un nuevo método para fabricar micronadadores de hidrogel helicoidales sensibles al pH. Este método se llama procesamiento holográfico rotativo y es mucho más rápido que los métodos tradicionales. Puede producir micronadadores en menos de un segundo, aproximadamente cien veces más rápido que la estrategia de escaneo punto por punto. Los micronadadores están hechos de hidrogel, que es un tipo de material que puede absorber agua. Esto hace que los micronadadores respondan a los cambios de pH. Cuando cambia el pH del entorno circundante, los micronadadores cambian de forma. Este cambio de forma permite a los micronadadores moverse de diferentes maneras. Bajo un campo magnético giratorio constante, los micronadadores pueden caer o hacer tirabuzones. El tipo de movimiento depende del pH del medio ambiente. En un ambiente de pH bajo, los micronadadores se contraen y dan vueltas. En un ambiente de pH alto, los micronadadores se expanden y hacen tirabuzones. Los investigadores evaluaron a los micronadadores en diversas condiciones y descubrieron que podían atravesar terrenos complejos y administrar medicamentos a células específicas. Esto sugiere que el procesamiento holográfico rotatorio es un método prometedor para fabricar micronadadores para aplicaciones biomédicas. Esta investigación sugiere que el procesamiento holográfico rotatorio es un nuevo método prometedor para fabricar micronadadores para aplicaciones biomédicas. Los micronadadores son rápidos, reconfigurables y capaces de navegar en entornos complejos. Esto los hace ideales para tareas de terapia celular y administración dirigida de fármacos.
Ilustración esquemática de la fabricación altamente eficiente de microhélice sensible a estímulos basada en el método de procesamiento holográfico rotatorio. En un nuevo artículo publicado en Luz: Fabricación Aplicada (“Fabricación rápida de micronadadores helicoidales reconfigurables con locomoción ambientalmente adaptable”), un equipo dirigido por el profesor Jiawen Li de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China ha desarrollado nuevas formas de fabricar micronadadores helicoidales que son muy pequeños, con dimensiones en el rango micrométrico. Esto es importante porque muchas estructuras biológicas, como células, capilares y arrugas en las superficies celulares, también son muy pequeñas. Los micronadadores helicoidales a microescala son herramientas prometedoras para aplicaciones biomédicas, como la administración de fármacos y la terapia dirigida. Sin embargo, todavía es necesario abordar algunos desafíos antes de que estos micronadadores puedan utilizarse ampliamente en la práctica clínica. Un desafío es la fabricación de micronadadores helicoidales a microescala. La escritura láser directa de femtosegundos (fs-DLW) es una herramienta poderosa para fabricar estructuras 3D complejas con alta resolución, pero es un proceso lento e ineficiente. Esto dificulta la producción rápida de grandes cantidades de micronadadores. Otro desafío es la locomoción adaptativa de los micronadadores en entornos complejos. Dentro del cuerpo, los valores de pH varían entre los diferentes tejidos y existen numerosos microcanales y obstáculos. Los micronadadores deben poder sentir su entorno y adaptar su locomoción en consecuencia para llegar a su destino objetivo. Los investigadores están abordando estos desafíos. Un enfoque es desarrollar nuevos métodos de fabricación que sean más eficientes y escalables que fs-DLW. Otro enfoque es diseñar micronadadores que respondan mejor a los estímulos ambientales y puedan adaptar su locomoción en consecuencia.
La locomoción adaptativa del micronadador helicoidal que cambia de forma. En este estudio, los investigadores desarrollaron un nuevo método para fabricar micronadadores de hidrogel helicoidales sensibles al pH. Este método se llama procesamiento holográfico rotativo y es mucho más rápido que los métodos tradicionales. Puede producir micronadadores en menos de un segundo, aproximadamente cien veces más rápido que la estrategia de escaneo punto por punto. Los micronadadores están hechos de hidrogel, que es un tipo de material que puede absorber agua. Esto hace que los micronadadores respondan a los cambios de pH. Cuando cambia el pH del entorno circundante, los micronadadores cambian de forma. Este cambio de forma permite a los micronadadores moverse de diferentes maneras. Bajo un campo magnético giratorio constante, los micronadadores pueden caer o hacer tirabuzones. El tipo de movimiento depende del pH del medio ambiente. En un ambiente de pH bajo, los micronadadores se contraen y dan vueltas. En un ambiente de pH alto, los micronadadores se expanden y hacen tirabuzones. Los investigadores evaluaron a los micronadadores en diversas condiciones y descubrieron que podían atravesar terrenos complejos y administrar medicamentos a células específicas. Esto sugiere que el procesamiento holográfico rotatorio es un método prometedor para fabricar micronadadores para aplicaciones biomédicas. Esta investigación sugiere que el procesamiento holográfico rotatorio es un nuevo método prometedor para fabricar micronadadores para aplicaciones biomédicas. Los micronadadores son rápidos, reconfigurables y capaces de navegar en entornos complejos. Esto los hace ideales para tareas de terapia celular y administración dirigida de fármacos.
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- Fuente: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=64151.php
