La Nanotecnología Del Rocío Del Sol Y La Hiedra Inglesa

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Se están aprovechando las propiedades adhesivas de las plantas de rocío solar que comen carne y las nanopartículas en la hiedra inglesa para aplicaciones médicas y cosméticas innovadoras.

Este artículo de Detrás de las escenas se proporcionó a WordsSideKick.com en colaboración con la National Science Foundation.

En el laboratorio de Mingjun Zhang en el campus de Knoxville de la Universidad de Tennessee, quince pequeñas plantas de rocío se posan en un alféizar que recoge la luz del sol y come carne. Las plantas Sundew son carnívoras, que consumen insectos al capturarlas con pequeñas bolas adhesivas en los extremos de sus tentáculos.

Los tentáculos y sus propiedades adhesivas pueden ser el diseño de la naturaleza para atrapar insectos, pero el equipo de investigación de Zhang espera que algún día este mismo adhesivo pueda ayudar a unir la cadera de reemplazo de su abuela o su rodilla artificial sin temor a que sus cuerpos lo rechacen.

El investigador postdoctoral Scott Lenaghan explicó que la idea detrás de esta investigación en el Nano Bio-systems and Bio-mimetics Lab es aprender de los principios biológicos y aplicar la ingeniería en el camino para desarrollar un producto final que utilice estos compuestos y principios para avanzar en la tecnología..

Encontrar biomateriales orgánicos

El objetivo del laboratorio es estudiar material biológico a escala nanométrica, un millón de veces más pequeño que un grano de arena, con la esperanza de imitar lo que la naturaleza ha hecho durante millones de años y aplicarlo a la vida diaria, al igual que las aves en vuelo inspiraron la creación de aviones..

En las operaciones de reemplazo médico, "necesita algo que las células puedan reconocer y adjuntar", dijo Lenaghan. Con el rocío solar, los investigadores pueden haber encontrado precisamente eso, ya que las células humanas reconocen fácilmente las nanopartículas en su adhesivo.

Además de investigar las asombrosas propiedades adhesivas de la planta carnívora del rocío solar, Zhang y sus colegas están explorando las nanopartículas encontradas en la hiedra inglesa. Estas partículas pueden dispersar la luz y posiblemente ser una alternativa a las nanopartículas a base de metal que se utilizan actualmente en la protección solar, dijo Lenaghan. Los investigadores informaron sobre su trabajo, apoyado por subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencia y la Oficina de Investigación del Ejército, en un artículo de 2010 en el Journal of Nanobiotechnology.

Usos medicos

En agosto de 2010, el grupo de Zhang publicó el artículo "Nanofibras y nanopartículas del adhesivo de captura de insectos del rocío del sol (Drosera) para la unión celular "en el Journal of Nanobiotechnology. Informaron que las nanofibras naturales y las nanopartículas del adhesivo secretado de la cortina solar muestran una alta compatibilidad para la unión de células.

Lenaghan también señala que las nanofibras podrían usarse potencialmente en vendajes adhesivos para mejorar la cicatrización de heridas mediante el recubrimiento de cortes con materiales biológicos que estimulan la actividad celular, en lugar de solo cubrir una herida con algodón.

El adhesivo del rocío del sol tiene cualidades de Spiderman. Por ejemplo, puede estirarse hasta un millón de veces su tamaño normal. La mayoría de las bandas de goma pueden estirarse hasta aproximadamente seis veces su longitud original. Esta notable elasticidad hace que el rocío adhesivo secretado por la planta sea una opción potencialmente efectiva para recubrir partes del cuerpo de reemplazo, regenerar tejidos moribundos, curar heridas y mejorar los adhesivos sintéticos. Es tan pegajoso y elástico que también es económico: menos de un microlitro (0,0002 cucharaditas) cubriría 25 milímetros cuadrados (aproximadamente 0.04 pulgadas cuadradas).

El laboratorio de Zhang colabora con el Departamento de Biotecnología de Plantas de la Universidad de Tennessee para cultivar el sol en su invernadero y el equipo utiliza recursos de imágenes de la Universidad del Estado de Michigan para observar y registrar sus hallazgos.

Otros usos

Mientras que las aplicaciones médicas para las nanopartículas continúan desarrollándose, uno de los usos principales de las nanopartículas en la actualidad es en la cosmética. Las nanopartículas aseguran que los múltiples ingredientes interactúen adecuadamente para lograr efectos de suavizado y brillo.

"Nos contactaron varias compañías de cosméticos que nos consultaron sobre nuestra investigación y sus aplicaciones", dijo Lenaghan.

Sundew y la investigación de la hiedra inglesa en el laboratorio de Zhang son parte de un campo creciente de materiales de "próxima generación" que tienen un amplio impacto interdisciplinario. La esperanza es reemplazar los muchos productos sintéticos que utilizamos diariamente con sustancias naturales.

"En el escenario ideal, si tienes un hueso roto, quieres una sustancia que se biodegradará a medida que tus tejidos se curen a su alrededor, creando lo que queda de tu material", dijo Lenaghan.

No se sorprenda si un día pronto puede comprar vendas hechas de sundew.

Nota del editor: Esta investigación fue apoyada por la National Science Foundation, la agencia federal encargada de financiar la investigación básica y la educación en todos los campos de la ciencia y la ingeniería. Todas las opiniones, hallazgos y conclusiones o recomendaciones expresadas en este material son las del autor y no necesariamente reflejan los puntos de vista de la National Science Foundation. Ver el archivo detrás de las escenas.


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