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Pac-Man y los glóbulos rojos
Información provista por los Laboratorios Sandia
Una micromandíbula de silicio capaz de abrirse y cerrase fue  desarrollada en los Laboratorios Sandia. Esta micromandíbula  cabe en un microcanaI con el grosor de una tercera parte de un  cabello humano (unos 20 micrones de ancho). Cuando la mandíbula se cierra, atrapa a un glóbulo rojo -uno de muchos que son empujados a través del microcanal-, deformando las  células capturadas y, en menos de un abrir de ojos, las sueltan.  Los glóbulos rojos vuelven a moverse, recuperan su forma anterior y al parecer no sufren ningún daño.

“Hemos demostrado que podemos crear una micromáquina  que interactúa con las células a su escala", dice el investigador  de Sandia, Murat Okandan. “Es una herramienta que podría  permitir muchos diseños y conceptos. Por sí mismo, este aparato generaría un interés considerable en el campo de la ingeniería genética o en el de la agricultura.” El objetivo principal del  aparato es inyectar las células con ADN, proteínas o productos  farmacéuticos para contrarrestar ataques químicos o biológicos,  algún desbalance de genes, bacterias naturales o invasiones de  virus. Los aparatos se fabrican con facilidad por medio de las  técnicas de producción de chips de computadoras.

Dadas sus constantes mordidas, e1 aparato tiene un gran parecido con el clásico Pac-Man, que también engullía criaturas  que se transportaban a través de canales. En este caso, los dientes superiores de los microaparatos se deslizan hacia arriba y  hacia abajo como si fueran un pistón para atrapar momentáneamente a un glóbulo rojo contra 1os dientes de abajo.

Las células picadas no necesariamente tienen que ser glóbulos rojos, sino también células madres capaces de cambiar -quizá mediante la implantación de genes-, presentes en muchos  de los tejidos del cuerpo humano. La capacidad de implantar  materiales en células podría tener enormes implicaciones en la  industria de los aparatos microfluídicos. Actualmente es posible  analizar los biofluidos, pero no alterarlos. Los prototipos ofrecen  la posibilidad de intervenir a nivel celular. Cada microaparato  puede pinchar 10 células por segundo.

Un objetivo inmediato es ver si los glóbulos rojos alterados  pueden absorber un material fluorescente que las células rechazan de forma natural. Si el material es absorbido, será el primer  ejemplo de un alterador mecánico de la membrana celular capaz de cumplir con su trabajo en el flujo continuo.

Un objetivo a mediano plazo es remplazar los microdientes  con un hueco para una aguja de silicio que aún está en desarrollo. Las agujas servirán para inyectar ADN, ARN o proteínas (incluso drogas moleculares) en puntos precisos de la anatomía  de células vivientes, lo que podría cambiar el curso de una enfermedad o restablecer funciones perdidas.

Los métodos actuales de implantación en células utilizan campos eléctricos para abrir las paredes de las mismas por medio de absorción química. Un problema que conlleva ese método, llamado electroporación, es que causa la muerte de una  cantidad considerable de células. Existen otros métodos manuales en los que el material genético es puesto dentro de las células, una por una, por medio de una pipeta. Esos dos métodos  pueden ser eficientados mediante el Pac-Man de Sandia.
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Pac-Man y los glóbulos rojos - Noviembre 2001

Fuente: Revista Mecánica Popular - Volumen 54 - Noviembre 2001 - Número 11


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Idea original de Mi Mecánica Popular por: Ricardo Cabrera Oettinghaus