Investigadores del Instituto de Tecnología de Massachussets usaron luz ultravioleta para diseñar micropartículas que podrían tener aplicaciones en el diagnóstico médico y en el tratamiento de tejidos. La nueva técnica permite controlar la forma, el tamaño y la textura de las partículas, lo que posibilitaría orientar su funcionalidad.
(12/12/07 – Agencia CyTA-Instituto Leloir) – Ingenieros del Instituto de Tecnología de Massachussets (MIT) de Estados Unidos usaron luz ultravioleta para esculpir micropartículas tridimensionales que podrían tener aplicaciones en el diagnóstico médico y en el tratamiento de tejidos, como por ejemplo detectar moléculas y liberar drogas o nutrientes dentro del cuerpo humano.
La nueva técnica ofrece un control sin precedentes sobre la forma, tamaño y textura de las partículas. Además, permite que los investigadores diseñen partículas con propiedades químicas específicas, tales como la porosidad, medida que indica el espacio vacío en un material y que puede afectar la velocidad a la que se difunden las moléculas.
“Con este método, se pueden diseñar partículas de modo exacto y obtener propiedades químicas precisas”, dijo Patrick Doyle, profesor de ingeniería química del MIT, que es uno de los autores del trabajo que aparece en la revista “Angewandte Chemie” publicada por la Sociedad Alemana de Química.
El equipo de investigación tomó como base un método que Doyle y sus colaboradores habían introducido anteriormente para crear partículas bidimensionales, denominado litografía de flujo continuo. Este procedimiento permite que diversas formas sean impresas sobre un flujo de un polímero líquido.
Los polímeros son macromoléculas, sustancias generalmente orgánicas, formadas por la unión de muchas unidades pequeñas más simples que se repiten, los monómeros.
La mayoría de las sustancias orgánicas presentes en la materia viva, como las proteínas, son polímeros, al igual que muchos materiales sintéticos como los plásticos o adhesivos.
Cualquier pulso de luz ultravioleta que impacte sobre el flujo de los pequeños bloques de monómeros provoca una reacción que forma una partícula de polímero sólido. Los investigadores modificaron ese método para obtener el proceso en tres dimensiones, que puede crear partículas rápidamente: hasta unas 10 mil por segundo, dependiendo de la forma y tamaño, que va desde una millonésima de metro a un milímetro.
El nuevo proceso actúa al iluminar con luz ultravioleta dos máscaras transparentes que concentran el haz de luz antes de llegar al flujo de monómeros. La primera máscara, que controla la forma y tamaño de las partículas, es parte de la técnica ya introducida por Doyle, mientras que la segunda máscara suministra la textura tridimensional y otras propiedades físicas.
La textura interior que se suministra es necesaria porque incrementa la relación superficie-volumen de las partículas, lo que significa que, si la partícula se carga con sondas, existen mayores posibilidades para la atracción de moléculas.
A principios de este año, Doyle y otro colega del MIT mostraron que esas partículas pueden usarse como sondas para identificar el ADN y otras moléculas.
Otras aplicaciones de las partículas tridimensionales incluyen la ingeniería y tratamiento de tejidos. Por ejemplo, podrían formar una estructura para que las células se desarrollen y se liberen nutrientes para su crecimiento. Las partículas pueden diseñarse de modo que la difusión se produzca en una dirección específica, lo que permitiría a los científicos controlar la dirección del flujo de nutrientes.
La investigación fue financiada por la Oficina de Investigación del Ejército de los Estados Unidos, a través del Instituto para la Nanotecnología del MIT.
