Los corales impresos en 3D podrían ayudar a producir energía y conservar la vegetación

Las tecnologías de impresión 3D se pueden utilizar para crear estructuras complejas e intrincadas al permitir un nuevo nivel de libertad de diseño. Este es uno de los principales beneficios de la fabricación aditiva, y uno de los aspectos que muchos científicos de todo el mundo han estado explorando a lo largo de los años. Crear diseños más complejos significa profundizar en nuevas aplicaciones. Una de estas aplicaciones es aumentar la biodiversidad. En la Universidad de Cambridge y la Universidad de California en San Diego, los investigadores tienen estructuras inspiradas en corales impresos en 3D, capaces de producir poblaciones densas de algas microscópicas. Sus resultados, publicados en la revista Nature Communications, abren la puerta a nuevos materiales bioinspirados y sus aplicaciones para la conservación de los corales.

En el océano, los corales y las algas tienen una intrincada relación simbiótica. El coral proporciona un huésped para las algas, mientras que las algas producen azúcares para el coral a través de la fotosíntesis. Esta relación es responsable de uno de los ecosistemas más diversos y productivos de la Tierra, el arrecife de coral. El Dr. Daniel Wangpraseurt, compañero de Marie Curie del Departamento de Química de Cambridge explica: “En nuestro laboratorio, estamos buscando métodos para copiar e imitar estas estrategias de la naturaleza para aplicaciones comerciales”. En otras palabras, al imprimir en 3D las estructuras de coral, los investigadores pudieron promover el crecimiento de algas, que a su vez alimentan al coral.

Primer plano de un agregado de microalgas (barra de escala = 10 µm) | Créditos: Universidad de Cambridge.

Los corales bioimpresos en 3D

Para crear el coral, el equipo utilizó técnicas de bioimpresión capaces de reproducir estructuras detalladas que imitan los diseños complejos y las funciones de los tejidos vivos. Además de replicar las intrincadas estructuras del coral, las células vivas tuvieron que mantenerse vivas mientras se formaban los corales, lo cual no fue tarea fácil. El coautor principal, el profesor Shaochen Chen, explica: “La mayoría de estas células morirán si usamos procesos tradicionales basados ​​en extrusión o inyección de tinta, porque estos métodos toman horas. Sería como mantener un pez fuera del agua; las células con las que trabajamos no sobrevivirán si se mantienen demasiado tiempo fuera de sus medios de cultivo. Nuestro proceso es de alto rendimiento y ofrece velocidades de impresión realmente rápidas, por lo que es compatible con células humanas, células animales e incluso células de algas en este caso”.

En términos de materiales, los científicos utilizaron una combinación de geles poliméricos e hidrogeles dopados con nanomateriales de celulosa para imitar las propiedades ópticas de los corales vivos. Cuando el equipo llegó a probar la eficiencia de sus corales biónicos impresos en 3D, notaron que tuvieron éxito en la redistribución de la luz, al igual que los corales naturales. El Dr. Daniel Wangpraseurt agregó: “Hay muchas aplicaciones diferentes para nuestra nueva tecnología. Recientemente hemos creado una empresa, llamada mantaz, que utiliza enfoques de recolección de luz inspirados en corales para cultivar algas para bioproductos en países en desarrollo. Esperamos que nuestra técnica sea escalable para que pueda tener un impacto real en el biosector de algas y finalmente reducir las emisiones de gases de efecto invernadero que son responsables de la muerte de los arrecifes de coral”.

Un arrecife de coral moribundo

Esta es solo una de las formas en que la fabricación aditiva puede imitar a la naturaleza para proporcionar soluciones más eficientes a los problemas que enfrentamos. Definitivamente será interesante ver si estos proyectos de investigación logran ampliarse en los próximos años. Puedes encontrar más información aquí.

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