Investigadores del IMB-CNM-CSIC y la UAB diseñan micropartículas piezoeléctricas inalámbricas para activar células vivas con alta precisión, abriendo la puerta a terapias avanzadas en reparación tisular.
Un equipo de investigación del Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC), en colaboración con la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), ha diseñado una nueva generación de microdispositivos piezoeléctricos inalámbricos con capacidad para estimular eléctricamente células vivas de forma individual. El trabajo, publicado en la revista científica Small y seleccionado como portada principal, demuestra la viabilidad de la electrocéutica molecular al convertir fuerzas mecánicas remotas en campos eléctricos locales. Este enfoque tecnológico permite activar procesos celulares críticos como la proliferación o la diferenciación tisular de manera controlada y no invasiva, sentando las bases para terapias avanzadas en la reparación dirigida de tejidos y la modulación de señales bioeléctricas.
La fabricación de estas micropartículas suspendibles, de apenas unas decenas de micras de tamaño, se ha llevado a cabo en la Sala Blanca del IMB-CNM utilizando procesos de microfabricación basados en silicio. Sobre una estructura base de dióxido de silicio, los investigadores integraron nanogeneradores compuestos por láminas de óxido de zinc (ZnO). Este material semiconductor posee propiedades piezoeléctricas avanzadas, lo que le permite generar un campo eléctrico local al ser sometido a deformaciones mecánicas inducidas de manera remota mediante ultrasonidos en el rango biomédico. Esta configuración tecnológica garantiza una estimulación localizada y de alta precisión, limitando la actuación al entorno de la célula diana.
Los ensayos biológicos de validación, realizados por el grupo BioTEn Lab de la UAB, se ejecutaron en una línea celular ósea (Saos-2), un modelo idóneo debido a la alta presencia de canales iónicos activados por voltaje en sus membranas. Para constatar la activación biológica, el equipo monitorizó las variaciones en el potencial de membrana y los cambios en los niveles de calcio intracelular a través de rutas de señalización. Los resultados del estudio —coordinado por el doctor Gonzalo Murillo y con la investigadora Laura Lefaix como primera firmante— confirman que los parámetros de ultrasonidos optimizados lograron activar de forma controlada hasta el 58% de las células de la muestra. La biocompatibilidad del dispositivo, unida a la escalabilidad de su proceso de producción masiva, posiciona a esta tecnología como una plataforma altamente adaptable para futuros desarrollos en el ámbito de la bioelectrónica.