Películas poliméricas delgadas para la construcción de microrobots biohíbridos

Este documento tiene como objetivo describir el potencial disruptivo que las películas delgadas poliméricas tienen en el campo de los dispositivos biohíbridos y revisar los esfuerzos recientes en esta área. Las matrices delgadas (grosor < 1 mm) y ultra-delgadas (grosor < 1 µm) poseen una serie de características intrigantes, como una relación área/volumen grande, alta flexibilidad, adaptabilidad química y física de la superficie, etc. Esto permite la fabricación de interfaces bio/no-bio avanzadas capaces de impulsar de manera eficiente las interacciones célula-material, que son clave para optimizar el rendimiento de los dispositivos biohíbridos. Así, las películas delgadas pueden representar plataformas adecuadas sobre las cuales se acoplan elementos vivos y artificiales, con el objetivo de aprovechar las características únicas de las células/tejidos vivos. Esto puede permitir llevar a cabo ciertas tareas, que no son alcanzables con tecnologías completamente artificiales. En el documento, después de una descripción de las señales químicas/físicas deseables a las que se debe orientar y de los procedimientos de fabricación, funcionalización y caracterización que se utilizarán para películas delgadas y ultra-delgadas, se describen y discuten el estado del arte de los microrobots biohíbridos basados en micro/nano-membranas. Los esfuerzos de investigación en este campo son bastante recientes y se centran en: (1) células auto-bateadoras (como los cardiomiocitos) capaces de inducir una deformación relativamente grande de los sustratos subyacentes, pero afectadas por una limitación en la controlabilidad por parte de usuarios externos; (2) células musculares esqueléticas, más difíciles de ingenierizar en tejidos contractiles maduros y funcionales, pero caracterizadas por una mayor controlabilidad. En este contexto, se analizan los diferentes materiales utilizados y el rendimiento alcanzado. A pesar de los recientes avances interesantes y signos de madurez en este campo de investigación, aún se necesitan importantes pasos científicos y tecnológicos. En el documento se describen algunas posibles perspectivas futuras, principalmente relacionadas con la manipulación de películas delgadas y su ensamblaje en sistemas 3D multicapa, nuevos materiales avanzados que se utilizarán para la fabricación de películas delgadas, oportunidades de ingeniería celular y esfuerzos de modelado/computación.