Reconstruir tejido óseo con óxido de grafeno

Durante los últimos 30 años la comunidad científica ha estado trabajando en desarrollar una alternativa sintética a los injertos óseos para reparar huesos enfermos y/o dañados. En el artículo Dual-templating strategy for the fabrication of graphene oxide, reduced graphene oxide and composite scaffolds with hierarchical architectures, publicado por investigadores del Department of Mining and Materials Engineering, McGill University, Montreal, Canadá, presentan un método novedoso para obtener tejido óseo sintético cultivando células sobre un soporte (andamio) de óxido de grafeno al cual se le modificó su estructura interna. El óxido de grafeno es un nano-objeto extrafuerte que se usa cada vez más en electrónica, óptica, química, almacenamiento de energía y biotecnología. 

Crédito: Marta Cerruti y col. Carbon. Volume 189, 186-198. 2022

Una propiedad única del material es que cuando se le colocan células madre, tienden a transformarse en células generadoras de hueso llamadas osteoblastos. Los investigadores descubrieron al agregar una emulsión de aceite y agua al óxido de grafeno que luego congelar a dos temperaturas diferentes produjeron dos tamaños distintos de poros en toda la estructura. Luego se "sembraron" en el andamiaje poroso, células madre de médula ósea de ratón, las células se multiplicaron y se diseminaron dentro de la red de poros, una señal positiva del nuevo enfoque para su utilización en la regeneración de tejido óseo humano. También demostraron la biocompatibilidad de los andamios y la capacidad de las células para penetrar y colonizar todo el andamio. La investigación presentada puede permitir a otros investigadores comprender más sobre cómo las células madre se transforman en células óseas independientemente de que la aplicación clínica generalizada del nuevo enfoque pueda tardar algunos años. Un camino nanobiotecnológico orientado a la optimización de la regeneración de los huesos.

Información complementaria:

Dual-templating strategy for the fabrication of graphene oxide, reduced graphene oxide and composite scaffolds with hierarchical architectures.

Detección de infecciones en 15 minutos.

Investigadores del Fraunhofer IZM en Berlín han unido fuerzas con socios de la industria y de la atención médica para desarrollar una práctica plataforma de sensores basada en óxido de grafeno con la finalidad de detectar infecciones agudas como sepsis o los anticuerpos contra el coronavirus en cuestión de minutos. Los síntomas proporcionan una ayuda para el diagnostico de infecciones  virales o bacterianas. Sin embargo, muchas presentan síntomas similares, por lo que estos signos pueden interpretarse en forma no adecuada y la enfermedad ser diagnosticada erróneamente. 

Los análisis de sangre proporcionan certeza, pero los laboratorios solo los llevan a cabo cuando los prescribe el médico. Para cuando los resultados llegan del laboratorio, a menudo ya se ha recetado un antibiótico que puede ser innecesario. La pla-taforma presentada permite resolver los desafíos plan-teados en el diagnóstico de infecciones. Una sola gota de sangre o saliva es todo lo necesario para realizar un análisis preciso. El cuerpo humano forma moléculas o proteínas llamadas biomarcadores en respuesta a una infección. Se colocan moléculas en la superficie del sensor a base de grafeno capaces de detectar estos biomarcadores. Las mediciones diferenciales de su concentración determinan si hay una infección presente. La característica más notable de la plataforma sensora es su material base: el óxido de grafeno, un medio muy confiable de detección, conductor de electricidad y biocompatible. Solo unos minutos después de aplicar la gota en la superficie del sensor, las señales eléctricas transmiten el resultado de la prueba al médico. Proporciona certeza en solo 15 minutos para reemplazar el análisis de sangre prolongado en el laboratorio y elimina el error producido por las conjeturas del diagnóstico a la hora de prescribir el tratamiento adecuado. La prueba también se puede configurar para detectar anticuerpos presentes después de la recuperación de una infección. Los investigadores de Fraunhofer IZM ahora se están centrando en esta aplicación para detectar infecciones anteriores del virus COVID-19, con la finalidad de ayudar con los esfuerzos para rastrear la propagación de la infección. También están asumiendo otro desafío, el de ampliar en forma mediata, el proceso de producción para su fabricación en masa posibilitando el procesamiento de cientos de chips a la vez.

Información Complementaria:

Fraunhofer IZM