Corales impresos en 3D
Investigadores de la Universidad de California en San Diego y la Universidad de Cambridge tienen estructuras impresas en 3D inspiradas en los corales que permiten crecer a densas poblaciones de algas microscópicas. El trabajo, publicado en la revista Nature Communications, podría conducir al desarrollo de biorreactores compactos y más eficientes para producir biocombustibles a base de algas. También podría ayudar a los investigadores a desarrollar nuevas técnicas para reparar y restaurar los arrecifes de coral.
Durante las pruebas, en las estructuras de coral impresas creció una cepa comercial de microalgas, Marinichlorella kaistiae, hasta 100 veces más densa que los corales naturales.
«Los corales son uno de los organismos más eficientes en el uso, captura y conversión de la luz para generar energía. Y lo hacen en ambientes extremos, donde la luz es altamente fluctuante y hay un espacio limitado para crecer. Nuestro objetivo aquí era utilizar los corales como inspiración para desarrollar técnicas más productivas para el cultivo de microalgas como una forma de energía sostenible», dijo el primer autor Daniel Wangpraseurt, un científico marino de la Universidad de Cambridge.
Para construir las estructuras de coral, Wangpraseurt se asoció con el profesor de nanoingeniería de la UC San Diego, Shaochen Chen, cuyo laboratorio se especializa en una tecnología rápida de bioimpresión en 3D capaz de reproducir estructuras detalladas que imitan los complejos diseños y funciones de los tejidos vivos. El método de Chen puede imprimir estructuras con una resolución de escala micrométrica en solo minutos. Esto es crítico para replicar las estructuras con células vivas, dijo Chen.
«La mayoría de estas células morirán si usamos los procesos tradicionales de impresión 3D por extrusión o inyección de tinta, porque estos métodos llevan horas. Sería como mantener a un pez fuera del agua; las células con las que trabajamos no sobrevivirán si se mantienen demasiado tiempo fuera de sus medios de cultivo. Nuestro proceso es de alto rendimiento y ofrece velocidades de impresión realmente rápidas, por lo que es compatible con células humanas, animales e incluso con células de algas en este caso», dijo.
Los corales impresos en 3D están construidos para capturar y dispersar la luz más eficientemente que los corales naturales. Consisten en esqueletos artificiales en forma de copa que sostienen el tejido similar al del coral. El esqueleto está hecho de un gel polimérico biocompatible, llamado PEGDA, incrustado con nanocristales de celulosa. El tejido de coral consiste en un hidrogel polimérico a base de gelatina, llamado GelMA, mezclado con células de algas vivas y nanocristales de celulosa.
En la superficie hay diminutas estructuras cilíndricas que actúan como tentáculos de coral, que aumentan la superficie para absorber la luz. Los nanocristales incrustados en el esqueleto y el tejido del coral, junto con la forma de copa de los corales, también mejoran la absorción de la luz y permiten enfocar más de ella en las células de las algas para que estas realicen la fotosíntesis de forma más eficiente.
En futuros estudios, Chen y Wangpraseurt se basarán en este trabajo para comprender mejor la simbiosis entre las algas y los corales. Su objetivo final es aplicar sus hallazgos para ayudar a los proyectos de restauración de los arrecifes de coral. (Fuente: NCYT Amazings)
