Dispositivo de estimulación de células para uso en prótesis médicas

Científicos del Instituto de Microelectrónica de Barcelona han desarrollado un dispositivo basado en nanogeneradores para la estimulación eléctrica de células sin necesidad de electrodos o instrumentos voluminosos. El avance tiene aplicaciones en el ámbito de la salud para la regeneración ósea en prótesis o la rehabilitación de la atrofia muscular.

La investigación actual busca tecnologías más efectivas y menos invasivas en el tratamiento de lesiones óseas y musculares. En este caso, es la primera vez que se emplean nanogeneradores para la estimulación eléctrica de células. Esto es posible gracias al potencial piezoeléctrico que las nanoestructuras imprimen sobre la célula.

“El dispositivo genera estimulación eléctrica celular, esto puede tener efectos diferentes en células y, entre ellos, efectos terapéuticos”, argumenta Gonzalo Murillo (IMB-CNM, CSIC), investigador del proyecto, y añade que el objetivo es la aplicación biomédica en casos como la “regeneración ósea en prótesis, tonificación muscular o la estimulación eléctrica periférica”.

El instrumento permitiría una recuperación más rápida sin el uso de electrodos o estímulos externos, ya que genera autónomamente la energía para la activación eléctrica celular y estimular la inducción de proliferación y diferenciación celular.

Portada de "Advanced Materials" de 2017 con la investigación. (Imagen: Advanced Materials)

Las células Saos‐2 son cultivadas como nanogeneradores piezoeléctricos (NG) basados en nanopartículas de ZnO para autoestimulación eléctrica (investigación de Gonzalo Murillo, Carme Nogués y colaboradores). Las imágenes por microscopía electrónica de barrido (SEM) muestran que las células están firmemente adheridas a la Nanosheets. Las células muestran una excelente viabilidad, proliferación y diferenciación. Los NG se pueden usar para autoestimularse eléctricamente diferentes tipos de células, como las neuronas o las células musculares, sin aplicar una estimulación química o física externa, lo que lleva a futuros medicamentos bioelectrónicos basados en impulsos eléctricos locales dirigidos a las células. (Fuente: CSIC)