Investigadores del Technion lograron un importante avance en mecanobiología, un novedoso campo científico que estudia la interacción entre biología, ingeniería, química y física y que puede ayudar, por ejemplo, a administrar mejor fármacos y medicamentos.
A través de la mecanobiología, los científicos estudian la influencia de las fuerzas mecánicas en diversos procesos biológicos. Medir esas fuerzas a nivel molecular es un desafío complejo y se espera que este nuevo estudio permita realizar mediciones que antes eran imposibles.
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Además, comprender este proceso natural abre enormes posibilidades para aplicaciones en el desarrollo industrial.
Curiosamente, los científicos que llevaron a cabo el estudio eligieron comprobar sus métodos a través de experimentos con fibras de lana de alpaca, uno de los más conocidos animales originarios de América del Sur.
Un «detector molecular»
Voceros de la universidad israelí destacaron que los avances en este terreno son «cruciales en muchos contextos», como la administración de medicamentos dentro del cuerpo, el monitoreo de defectos en materiales y el desarrollo de materiales que se reparan solos.
La tecnología desarrollada en el Technion -que tiene su sede en Haifa, en el norte de Israel– se basa en mecanóforos, unidades moleculares que producen señales químicas o físicas cuando se someten a cambios estructurales como la presión o el estiramiento.
Medir estas señales, que proporcionan información sobre el estado del material, es un reto tecnológico muy complejo, especialmente cuando se requiere una alta sensibilidad.
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El nuevo sistema, afirmaron, se caracteriza por una sensibilidad muy alta en comparación con usos anteriores de mecanóforos y responde incluso a una tensión de solo el 5 por ciento, «lo que la hace muy relevante para diversos procesos biológicos que hasta ahora no se podían monitorear».
Puntualmente, los investigadores lograron producir un material sensible a la fuerza a partir de una molécula llamada espiropirano, creando así una especie de «detector molecular» que proporciona información sobre las fuerzas mecánicas dentro del material.
Sensores excepcionales
La ventaja de esta tecnología bautizada Dip-conjugation, aseguraron desde Haifa, es que es aplicable tanto a materiales sintéticos como naturales, incluidos los elaborados a partir de proteínas y carbohidratos.
En el ámbito industrial, esta tecnología contribuirá a acelerar y reducir el costo de fabricación de mecanóforos en polímeros, explicaron desde el laboratorio del Technion.
Los encargados del estudio -los profesores Joshua Grolman y Charles Diesendruck y la investigadora Yifan Liao- dijeron que el sistema que desarrollaron podría «convertir muchos materiales biológicos y artificiales en sensores con una sensibilidad excepcional».
También podrían utilizarse para recubrir componentes de aeronaves, proporcionando alertas sobre posibles fallos en esas piezas, completaron.
Los resultados del estudio sobre mecanobiología fueron publicados en la revista especializada Journal of the American Chemical Society y se pueden consultar, en idioma inglés, haciendo clic aquí.
