Después de casi 100 años de satisfacer las papilas gustativas de niños y adultos, los osos gummi finalmente pueden tener un propósito mayor.

Un equipo de investigadores tiene desarrollado un método para imprimir arreglos de microelectrodos en caramelos gomosos, gelatina y otros sustratos blandos.

Este nuevo método proporcionará una forma barata y rápida de desarrollar microelectrodos que pueden ser utilizados por los científicos para estudiar los cambios biológicos en el corazón y el cerebro, tratar los trastornos del sistema nervioso y restaurar la función sensorial de una persona.

En este estudio, los investigadores de la Universidad Técnica de Munich (TUM) y Forschungszentrum Jülich realizaron con éxito la impresión de inyección de tinta en caramelos gomosos.

Un artículo que describe el estudio se publica en la revista Naturaleza.  

Ventajas del material blando

La textura suave de las gomitas es clave para este estudio.

Tradicionalmente, las matrices de microelectrodos utilizaban sustratos basados ​​en silicio o vidrio, dijo Bernhard Wolfrum, profesor de neuroelectrónica en TUM y autor principal del estudio.

Pero la forma dura y nítida de las matrices originales de microelectrodos causa múltiples problemas.

En un laboratorio, la forma y la organización de las celdas pueden verse afectadas por la dureza del sustrato.

En un cuerpo, los materiales rígidos pueden causar inflamación celular y pérdida de las funciones de los órganos.

impresión inkjet

La impresora de inyección de tinta utilizada en este estudio es esencialmente una versión de alta tecnología de una que puede estar en un hogar u oficina. Pero, en lugar de usar tinta tradicional, esta impresora funciona con tinta a base de carbono y agrega una capa protectora neutra a las rutas de carbono para que los sensores no capten señales extraviadas.

Esto se aparta de los métodos tradicionales utilizados para crear matrices de microelectrodos.

"Por lo general, las matrices de microelectrodos se fabrican con litografía óptica", dijo Wolfrum.

Sin embargo, esos métodos requieren mucho tiempo y son costosos, y requieren acceso a laboratorios especializados.

La impresión de inyección de tinta, sin embargo, es barata y rápida, y permite a los científicos manipular el diseño de las matrices de microelectrodos.

"La técnica nos permite fabricar matrices de microelectrodos a base de carbono en una variedad de sustratos blandos (como hidrogeles), lo cual no se hace fácilmente mediante la microfabricación convencional", dijo Wolfrum.

"La posibilidad de adaptar rápidamente el diseño geométrico de la interfaz y los materiales puede ayudarnos a desarrollar dispositivos más eficientes para la estimulación celular y el registro".

Aplicaciones potenciales

La impresión de matrices de microelectrodos en materiales blandos puede aplicarse a una amplia gama de áreas.

La técnica no solo es útil en la fabricación de modelos para investigación, sino que también podría usarse en el campo médico para cambiar la forma en que se trata a los pacientes.

"En el futuro, estructuras blandas similares podrían usarse para monitorear funciones nerviosas o cardíacas en el cuerpo, por ejemplo, o incluso servir como marcapasos", dijo Wolfrum en un comunicado.

¿Qué es lo siguiente?

Antes de que esta técnica se use para controlar las funciones nerviosas o cardíacas en el cuerpo, se deben investigar más aspectos.

"Creo que para aplicar los dispositivos impresos en vivo, los principales aspectos que deben investigarse son la biocompatibilidad, la estabilidad a largo plazo, la confiabilidad y la resolución", dijo Wolfrum.

"La resolución mediante impresión por chorro de tinta es mucho más débil en comparación con la litografía óptica, lo que podría ser problemático dependiendo de la aplicación en particular".

Por ahora, el equipo se centra en la impresión eficiente.

"En mi opinión, actualmente la principal ventaja de la impresión de dispositivos funcionales radica en las capacidades de prototipado rápido, no necesariamente en la producción final de dispositivos", dijo.

Los investigadores están trabajando actualmente para imprimir matrices de microelectrodos 3D más complejas.

Además, están buscando sensores imprimibles que reaccionen a sustancias químicas, no solo fluctuaciones de voltaje.