Massachusetts. Imagine un sensor óptico comestible que pudiera ponerse en los envoltorios de los productos para detectar los niveles de las bacterias dañinas, y consumirse junto con tales productos. O un dispositivo implantable que supervisara la glucosa en la sangre de un paciente durante un año y después se disolviera.

Científicos de la Escuela de Ingeniería de la Universidad Tufts han demostrado por primera vez que es posible diseñar tales elementos ópticos “vivos” que podrían hacer posibles una clase completamente nueva de sensores.

Estos sensores combinarían la sofisticada óptica de tamaño nanométrico con funciones de lectura biológica, serían biocompatibles y biodegradables, fabricados y almacenados a la temperatura ambiente sin la utilización de productos químicos tóxicos. El equipo de la Universidad Tufts utilizó fibras de gusanos de seda para desarrollar el diseño básico de los dispositivos.

En la actualidad no existen dispositivos ópticos sofisticados que sean mecánicamente robustos y del todo biodegradables, biocompatibles e implantables. Tales sistemas extenderían de manera notable el uso de las tecnologías ópticas actuales en áreas como la salud humana, la salud del ganado, la vigilancia medioambiental y la calidad de los alimentos.

Por ejemplo, sería posible colocar a bajo costo una película de seda bioactiva en cada bolsa de espinacas y podría dar al consumidor una lectura de si hay o no bacterias E. coli en la bolsa antes de consumir la verdura.

La investigación ha sido realizada por Fiorenzo Omenetto, David Kaplan, Brian D. Lawrence, Mark Cronin-Golomb e Irene Georgakoudi.

La óptica, la ciencia de la luz y su interacción con la materia, ha fascinado a generaciones de científicos como Isaac Newton. Las plataformas de los dispositivos ópticos actuales están basadas fundamentalmente en el vidrio, los semiconductores, los plásticos o los polímeros. Pero los disolventes agresivos y las temperaturas extremas que se necesitan para su fabricación hacen imposible incorporar componentes bioactivos de detección en los dispositivos.

Los residuos químicos asociados a los dispositivos convencionales, y el hecho de que estos no sean biodegradables también limita mucho sus aplicaciones medioambientales y médicas. Además, los componentes biológicos suelen necesitar ser almacenados a temperaturas controladas para mantener su actividad.

Resulta seductora la posibilidad de integrar la lectura óptica y la función biológica en un solo dispositivo sin limitaciones de biocompatibilidad y de otros tipos.

Las proteínas de la seda tienen un claro potencial natural para integrar funciones ópticas y biológicas. Pueden procesarse en agua a temperaturas ordinarias y ser trabajadas a escala nanométrica para generar una amplia gama de elementos ópticos. Las proteínas de la seda también ofrecen una superficie de excelente calidad y transparencia. Y además, algo igual de importante, son mecánicamente robustas.

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