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TECNOLOGÍA

Biotecnólogos españoles imprimen en 3D músculos artificiales para robots

El grupo de nanodispositivos inteligentes del Instituto de Biotecnología de Cataluña ha conseguido crear robots híbridos en los que se ha combinado material sintético con tejido muscular vivo con Bioimpresión 3D.

Músculo Artificial del Instituto de Biotecnología de Barcelona Impreso en 3D
J. López de Uribe | 09/01/2019 - 18:00h.

"Hemos visto que son funcionales y sensibles y que las fuerzas que generan pueden modularse en función de las diferentes necesidades". Esto asegura sobre los músculos artificiales que ha desarrollado el Instituto de Biotecnología de Cataluña Tania Patiño, investigadora postdoctoral Juan de la Cierva y primera autora del artículo publicado en la revista Advanced Materials Technologies.

"Ahora sabemos mucho más sobre los mecanismos básicos que hay detrás de la adaptabilidad de los bioactuadores musculares y el éxito de la bioimpresión 3D como método rápido y rentable para fabricarlos. Con nuestro sistema, esperamos que se pueda avanzar en estudios básicos de tejido muscular, en campos como el de la robótica blanda, o se pueda utilizar como plataforma de testeo de fármacos para entender cómo afectan a las contracciones del músculo, lo que podría ser muy interesante para la industria farmacéutica", explica en la página web del IBEC, cuya sede está en Barcelona.

Este avance en bioimpresión 3D es fundamental para los próximos pasos de la robótica, en la que se juegan miles de millones de euros y de la que está pendiente la próxima revolución en los métodos de trabajo, puesto que estos aparatos permitirán realizar funciones similares a las humanas. Además, es uno de los grandes avances para las impresoras tridimensionales biológicas, ya que les dan una funcionalidad externa a mayores de la primeramente planificada, que era la impresión de órganos humanos para transplantes.

"Hemos demostrado que esta integración de sistemas biológicos en dispositivos robóticos les proporciona capacidades adquiridas de los sistemas naturales y que podemos entrenarlos como un músculo real para ajustar su rendimiento según las necesidades", añade Rafael Mestre, estudiante de doctorado con una beca La Caixa-Severo Ochoa en el IBEC y co-primer autor del artículo, en la misma web del IBEC.

"Este trabajo servirá para obtener en el futuro robots híbridos fabricados con tejido biológico real y muchas características imposibles de obtener con la robótica clásica rígida", añade. "Estos dispositivos robóticos blandos, creados con tejido biológico y de tamaño milimétrico, debido a su naturaleza ofrecen muchas ventajas —en términos de movimiento y rendimiento— respecto a los sistemas actuales que utilizan únicamente materiales artificiales. La robótica con dispositivos blandos de inspiración biológica es una nueva disciplina que puede ayudarnos a superar las limitaciones de los sistemas robóticos convencionales, como por ejemplo la flexibilidad, la capacidad de reacción o la adaptabilidad", comenta Samuel Sánchez investigador principal en el IBEC i profesor de investigación ICREA.

"Estamos explorando el potencial de la bioimpresión 3D para fabricar versiones mejoradas e híbridas que contengan tejido muscular real, aprovechando su rapidez, la capacidad de diseño, de forma y la posibilidad de personalizar los materiales con los que se puede imprimir, así como la escalabilidad", añade.

El grupo de investigación utilizó la bioimpresión 3D para crear el tejido muscular partiendo de la creación de miotubos altamente alienados, es decir, de las fibras multinucleadas necesarias para el funcionamiento muscular que se utiliza para la actuación de los bioactuadores del robot. Y después calibraron su fuerza utilizando una plataforma de medida y estudiaron su expresión genética para evaluar su adaptabilidad a los ejercicios de entrenamiento. Su trabajo publicado puede leerse aquí (en inglés).

Una muestra de cómo funcionan los músculos artificiales se puede ver en este vídeo de aquí debajo.

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