Desarrollan biosensores portátiles impresos en 3D que nos protegen de las quemaduras solares

Investigadores de la Universidad de Clarkson, en Nueva York, han llevado a cabo un proyecto basado en el  desarrollo de un bioenlace personalizado que han implementado para crear con impresión 3D una gama de biosensores compatibles con la piel humana. ¿La meta? Prevenir las quemaduras solares cuando los hidrogeles detectan una sobreexposición a  los rayos de luz ultravioleta que dañan nuestra piel. Los investigadores, que están afiliados a la empresa de bioimpresión 3D Allevi, apostaron por una forma pequeña y económica de ofrecer detección de luz ultravioleta mediante los biosensores. Lo llamativo de estos modelos es que, además de no dañar la piel humana, son biodegradables, por lo que la investigación no deja de lado la sostenibilidad.

Según la American Cancer Society (sociedad estadounidense del cáncer), más  de 1.7 millones de ciudadanos norteamericanos son diagnosticados de cáncer de piel al año. De hecho, este 2020 se ha previsto que el melanoma mate alrededor de 6.850 de estos pacientes. Estas cifras son bastante alarmantes para el país, por lo que la investigación de la exposición al sol en las personas, en un punto clave en dicho contexto. Sin embargo, el monitoreo del nivel de luz ultravioleta al que nos exponemos es un proceso complejo, ya que la radiación tiene un comportamiento bastante intermitente.

Créditos: Universidad de Clarkson

El proceso de impresión 3D de los biosensores

Para llevar a cabo el desarrollo de los biosensores, el equipo tuvo que crear un nuevo bioenlace a base de nanopartículas de dióxido de titanio foroactivo (TiO2) y tintes multicolores, dispersos en un hidrogel. A esta mezcla se añadió alginato y gelatina, para dar la viscosidad y consistencia necesaria en el proceso de fabricación aditiva. Silvana Andreescu, profesora y catedrática de química y ciencia biomolecular en Clarkson, comenta: “Decidimos explorar las capacidades de la impresión 3D para fabricar estos biosensores portátiles que responden a los rayos UV, ya que las impresoras 3D se han vuelto económicas y accesibles”.

Tras esto, el equipo optimizó el diseño de los modelos y usaron una bioimpresora 3D Allevi 2 para fabricar los prototipos básicos, para comenzar las pruebas de exposición a luz UV. Para evaluar la estabilidad mecánica y la uniformidad de biosensores 3D, el equipo los sometió a nanoindentación en cinco puntos distintos. Durante las pruebas del modelo final, los sensores demostraron que los tintes de diferentes colores se degradaron a velocidades variables hasta el mismo nivel de exposición a los rayos UV. Además, se detectó un baja desviación en su dureza, indicando fuertes propiedades mecánicas. Silvana Andreescu aclara: “Cuando el titanio del sensor es activado por la luz ultravioleta, como la del sol, el tinte se degrada y cambia de color, lo que indica exposición”.

Con la exposición a los rayos UV, los tintes de los biosensores se degradaron a velocidades variables.

De cualquier forma, el equipo consideró que su biosensor era una solución asequible, accesible y personalizable, que podría resultar como base para futuras investigaciones dermatológicas. Puedes encontrar más información del proyecto aquí.

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