Por Margareth Theresia

Un equipo de investigadores coreanos ha desarrollado un modelo de pulmón artificial ultrafino capaz de soportar de manera estable alrededor de 240.000 movimientos respiratorios repetitivos.

La Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH, por su acrónimo en inglés) informó el 18 de agosto que un equipo de investigación dirigido por Jung Sungjune, profesor de Ciencia e Ingeniería de Materiales y de Ingeniería de Convergencia de TI, diseñó este modelo que replica el movimiento de los alvéolos —los diminutos sacos de aire de los pulmones— y permite observar la respuesta de las células pulmonares.

Cada vez que una persona inhala y exhala, los alvéolos se expanden y contraen de forma continua, un proceso que influye tanto en el crecimiento y la función de las células pulmonares como en la progresión de inflamaciones y patologías. Sin embargo, los métodos convencionales de cultivo celular tienen dificultades para replicar el movimiento real de los pulmones, mientras que los hidrogeles, al ser tan blandos como el tejido humano, suelen rasgarse con facilidad cuando se elaboran en forma de películas delgadas.

El estudio se basó en el principio por el cual se forma una película fina al retirar un molde del agua jabonosa. Al ajustar la viscosidad y la tensión superficial de una solución de hidrogel, el equipo logró crear una membrana delgada que luego curó con luz ultravioleta para optimizar tanto su flexibilidad como su durabilidad.

Posteriormente, mediante bioimpresión 3D, se superpusieron células vasculares, una membrana basal y células epiteliales sobre la película, logrando una estructura de tres capas que emula a los alvéolos reales.

Asimismo, el equipo desarrolló un «sistema de accionamiento respiratorio» basado en la forma en que los pulmones se expanden y contraen ante los cambios de presión. Al someterlo a pruebas durante 14 días a un ritmo de 12 ciclos por minuto —equivalente a la frecuencia respiratoria de un adulto en reposo—, la membrana ultrafina conservó su estabilidad incluso tras superar los 240.000 ciclos.

En experimentos de infección viral como la influenza A, los científicos también confirmaron que las respuestas inflamatorias y antivirales del tejido pulmonar variaban en función de si se producían o no los movimientos respiratorios.

La investigación fue publicada el 30 de julio en la prestigiosa revista internacional de ciencia de materiales Advanced Materials.

margareth@korea.kr