En la Universidad ITMO se ha desarrollado una innovadora instalación que combina dos métodos avanzados de análisis: la microscopía de fuerza atómica y la espectroscopia Raman. El dispositivo, creado en colaboración con la empresa «Активная фотоника», está ubicado en un mini-laboratorio portátil, donde ya se están realizando experimentos con cultivos celulares. Esta tecnología permite estudiar con alta precisión las propiedades de los materiales y las células, lo que abre nuevas perspectivas para la biomedicina, incluyendo el desarrollo de tejidos y órganos.
La microscopía de fuerza atómica crea un mapa tridimensional de la superficie del material utilizando una aguja nanométrica, mientras que la espectroscopia Raman analiza su composición química utilizando la dispersión de la radiación láser. Anteriormente, estos métodos requerían instrumentos separados, lo que aumentaba los costos de tiempo y recursos. La nueva instalación de ITMO los combina en un solo dispositivo, proporcionando un análisis simultáneo de la forma y la composición de la sustancia. El software integrado procesa automáticamente los datos, minimizando los errores y aumentando la reproducibilidad de los resultados.
El mini-laboratorio está equipado con un robot manipulador que reemplaza al técnico de laboratorio, instalando las muestras en una plataforma móvil para el escaneo. Esto aumenta la precisión de los experimentos, permitiendo repetir los estudios muchas veces. La instalación ya se está utilizando para estudiar las propiedades mecánicas de las membranas celulares, su composición química y la interacción con los biomateriales.
Con la ayuda del dispositivo, se pueden medir las propiedades mecánicas de la membrana celular (rigidez, elasticidad y adhesión), realizar su análisis químico, controlar la calidad de los cultivos celulares, estudiar las interacciones de las células con los biomateriales. Todo esto ayuda a estudiar las propiedades de los materiales y las características de su modelado, dando una idea de cómo estos materiales interactúan con los sistemas biológicos. Esta información es útil en el desarrollo de materiales para aplicaciones biológicas: por ejemplo, en la creación de recubrimientos biocompatibles en implantes, sistemas para la administración de fármacos, cultivo de tejidos y órganos.
En el laboratorio también se investigan crioprotectores, se desarrollan plataformas para el monitoreo de microorganismos y se estudia la influencia de las nanoestructuras en el crecimiento de las células. Una de las direcciones prometedoras es la programación del comportamiento de los cardiomiocitos para la creación de un corazón artificial.
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