La impresión 3D no es una invención humana. Es una revelación desconcertante la que surge del estudio publicado Nature Communications por un equipo dirigido por Florian Raible:los gusanos de mar Platynereis dumerilii Produce quitina natural para construir sus cerdas capa por capa, tal como lo haría una impresora 3D. Un proceso elegante y extremadamente preciso, con detalles del orden de micrómetros. Este descubrimiento no sólo arroja nueva luz sobre una especie considerada un “fósil viviente”, sino que abre escenarios fascinantes para el desarrollo de nuevos biomateriales y aplicaciones médicas.
Pieza por pieza
Me fascina cómo la naturaleza desarrolló métodos de producción tan sofisticados, millones de años antes de que los humanos los “inventáramos”. Las células especializadas de los gusanos son las verdaderas protagonistas de este proceso. Producen quitina natural a través de estructuras superficiales alargadas llamadas microvellosidades, que funcionan de alguna manera sorprendentemente similar a las boquillas de un Impresora 3D.
“El proceso comienza con la punta de la cerda, seguido de la sección media y finalmente la base. Las piezas terminadas se van empujando cada vez más fuera del cuerpo. En este proceso de desarrollo, las unidades funcionales importantes se crean una tras otra, pieza por pieza”, explicó. Raíble.
La precisión de este mecanismo biológico es increíble: Las microvellosidades cambian de forma y número con el tiempo, esculpiendo con precisión estructuras geométricas complejas, como los dientes individuales en la punta de una cerda, con precisión submicrónica.
Quitina natural: versátil y adaptable
Otro aspecto extraordinario de la quitina natural La característica que producen estos anélidos marinos es su versatilidad. En sólo dos días, estas estructuras pasan de su formación inicial a su madurez completa, listas para ayudar al gusano en su vida acuática. Además, las cerdas pueden adoptar diferentes formas y longitudes dependiendo de las necesidades del gusano y las condiciones ambientales. Pueden hacerse más cortos o más largos, más puntiagudos o más planos, adaptándose perfectamente al contexto en el que se encuentra viviendo el organismo.
Para comprender este fascinante proceso biológico, los investigadores tuvieron que recurrir a técnicas de imagen de última generación. Crearon modelos 3D detallados utilizando el Microscopía electrónica de barrido de bloques seriados, obteniendo un conocimiento sin precedentes de este proceso biológico. Por lo tanto, el cambio preciso en el número y la forma de estas microvellosidades a lo largo del tiempo es clave para modelar las estructuras geométricas de las cerdas individuales con una precisión asombrosa.
Futuras aplicaciones de la quitina natural
Este descubrimiento no sólo es interesante desde el punto de vista biológico, sino que podría tener importantes implicaciones prácticas. La comprensión de este proceso biológico podría conducir al desarrollo de nuevos productos médicos y materiales naturalmente degradables.
La quitina de calamar, por ejemplo, ya se utiliza como “materia prima para la producción de apósitos para heridas especialmente bien tolerados”. Quién sabe qué otras aplicaciones podrían surgir de una comprensión más profunda de estos procesos naturales de formación de quitina. Una vez más, Maestro BiomímesisNos inclinamos ante ti.
