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15/04/2023
UNIVERSIDAD DE LAUSANA
CREAN UNA TINTA CON BACTERIAS PARA IMPRIMIR BIOMATERIALES

La universidad suiza desarrolló una tinta combinada con bacterias productoras de carbonato de calcio, que luego se impresa en impresoras 3d, se produce en el modelo impreso un proceso de mineralización.

Investigadores de la Escuela de Ingeniería de la Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) en Suiza, desarrollaron una tinta para impresoras 3D que contiene bacterias productoras de carbonato de calcio, un mineral presente en materiales naturales como los huesos o las caracolas marinas. 

Esta técnica permite la producción de biomateriales resistentes, ligeros y ecológicos con múltiples aplicaciones, que incluyen desde la restauración de obras de arte hasta la medicina.

El éxito de la novedad desarrollada radica en la capacidad de las bacterias, en este caso la Sporosarcina pasteurii, para desencadenar un proceso de mineralización al entrar en contacto con una solución de urea. Gracias a este descubrimiento la tinta, llamada BactoInk, a los pocos días de ser impresa el proceso de mineralización la transforma el material en un compuesto con una resistencia y dureza similares a las de materiales naturales como los huesos.

El equipo, liderado por Esther Amstad, jefa del Laboratorio de Materiales Blandos de la EPFL, creó una técnica de impresión 3D que abre la puerta a una amplia variedad de aplicaciones. Entre ellas, la restauración de obras de arte dañadas, la producción de corales artificiales para la regeneración de arrecifes marinos y la medicina regenerativa.

La técnica de BactoInk ofrece una alternativa ecológica a los materiales sintéticos tradicionales y permite producir compuestos de alta calidad sin la necesidad de someterlos a temperaturas extremas, como ocurre en la fabricación de cerámica. Por otra parte, los productos finales no contienen bacterias vivas, debido a que se sumergen en etanol al final del proceso de mineralización.

La capacidad de que dispone la tinta para imprimir materiales resistentes y ligeros tiene importantes implicaciones para la medicina regenerativa, donde los tejidos óseos y cartilaginosos son cruciales. 

En el campo de la restauración de arte, BactoInk puede ser inyectado directamente en las áreas dañadas para su reparación, previniendo además futuros daños.


Coautores e investigadores del Laboratorio de Materiales Blandos: Matteo Hirsch y Lorenzo Lucherini

La naturaleza fabrica compuestos orgánicos/inorgánicos en condiciones benignas, pero, en muchos casos, sus propiedades mecánicas superan las de los componentes de construcción individuales de los que está hecho. 

El secreto detrás del pivote evolutivo es la capacidad única de la naturaleza para controlar la estructura y la composición local de sus materiales. Este estricto control a menudo se logra mediante la compartimentación de los reactivos que pueden liberarse localmente. Inspirándonos en la naturaleza, este sistema presenta un proceso energéticamente eficiente que aprovecha la compartimentación para fabricar compuestos porosos a base de CaCO3 compuestos exclusivamente por materiales derivados de la naturaleza cuya resistencia a la compresión es similar a la de los huesos trabeculares. 

El hueso esponjoso, también conocido como trabecular, es un tejido de los huesos que está conformado internamente por una variedad de láminas o trabéculas que se encargan de brindar resistencia al hueso, y en especial a la parte ósea (epífisis) donde se encuentran. 

La combinación única de materiales derivados de la naturaleza, capacidad de impresión 3D y buenas propiedades mecánicas se logra a través de la formulación de estos materiales: combinando tintas granulares a base de microgel que inherentemente pueden imprimirse en 3D con el potencial innato de los materiales vivos diseñados para fabricar bacterias, compuestos biominerales inducidos. 

Los compuestos biominerales resultantes poseen una estructura trabecular porosa que comprende hasta un 93% en peso de CaCO3 y, por lo tanto, pueden soportar presiones de hasta 3,5 MPa. 

Los investigadores afirman que prevén que este sistema tenga el potencial de usarse en la restauración de arte, sirva como coral artificial para ayudar a la regeneración de los arrecifes marinos y, con trabajo adicional, podría incluso permitir la reparación de materiales minerales naturales rotos o parcialmente desintegrados como ciertas partes de los huesos. 

Fuente: www.3dnatives.com/ www.sciencedirect.com







 

 
 


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