‘Superenrollar’ fibras sintéticas podría derivar en músculos artificiales
- Músculos artificiales pueden crearse retorciendo hebras sintéticas de manera similar a una hélice de ADN.
- Un equipo «superenrolló» hilos recubiertos de un hidrogel en hélices, según The Conversation.
- Estas pequeñas fibras musculares sintéticas podrían, algún día, alimentar dispositivos en miniatura en extremidades protésicas.
La doble hélice de ADN es una de las formas más fáciles de discernir en biología; sin embargo, muchos desconocen el impresionante proceso que permite que conserve su forma— en un proceso llamado superenrollamiento, el ADN acumula aproximadamente dos metros de hebras en una sola célula humana.
Cuando las dos hebras se retuercen juntas, si continúan retorciéndose hasta que están completamente enrolladas entre sí, la fuerza adicional hace que las hebras colapsen hacia los lados.
Pero este fenómeno no es exclusivo de la hélice del ADN.
Hace una década, investigadores encontraron que las fibras musculares artificiales podrían sintetizarse retorciendo hebras artificiales de una manera similar, según The Conversation.
Incluso si se utilizan hebras pequeñas, las estructuras de fibras resultantes pueden soportar una cantidad considerable de fuerza, siempre que las hebras sean lo suficientemente rígidas.
La fuerza que son capaces de ejercer incluso a pequeña escala significa que estas estructuras fibrosas artificiales tienen una amplia variedad de aplicaciones.
El superenrollamiento de estas fibras puede crear músculos sintéticos extra fuertes
Más recientemente, científicos de la Universidad de Wollongong en Australia realizaron un estudio, publicado en Science Robotics, para producir músculos sintéticos súper fuertes.
Usando hilos de poliéster, crearon fibras musculares artificiales y las recubrió con un hidrogel que se expande cuando entra en contacto con el agua.
Luego, estos se retorcieron en una estructura de hélice y se empaparon en agua, lo que hizo que se hincharan.
En circunstancias normales, la hinchazón simplemente desharía las fibras; sin embargo, los investigadores descubrieron que al sujetar los extremos de las fibras, en cambio, se sometían a un superenrollamiento.
Al hacer esto, la hélice terminó contrayéndose en un 90% de su longitud original. Por el contrario, las fibras musculares de los mamíferos solo pueden contraerse en un 20%.
Esencialmente, una fibra superenrollable de un diámetro 30 veces menor que nuestras propias fibras musculares puede realizar el mismo esfuerzo de elevación.
Esta tecnología podría ser sumamente útil en el desarrollo de prótesis más eficientes
Existe una variedad considerable de aplicaciones en las que las fibras musculares potentes y reducidas podrían ayudar a alimentar dispositivos en miniatura donde el espacio es escaso.
Por ejemplo, las manos protésicas existentes impulsadas por motores están razonablemente avanzadas; sin embargo, aún no pueden imitar la fuerza, destreza, movimiento y agarre de una mano humana sana.
Esto se debe, en parte, al hecho de que los motores eléctricos se vuelven mucho menos potentes a medida que se reducen para adaptarse a las prótesis; sin embargo, los músculos sintéticos podrían hacer frente a una producción de alta potencia, incluso a pequeña escala.
Si bien aún hay más investigación por hacer para producir músculo artificial que sea capaz de igualar muchas de las características de nuestros propios músculos naturales, estas pequeñas fibras superenrolladas pueden acercarnos a generar poderosas contracciones en una nueva generación de extremidades protésicas, o incluso sistemas quirúrgicos automatizados.
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