" High value-added chemicals and BIoreSIns from alGae biorefineries produced from CO2 provided by industrial emissions "

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Corales bi?nicos impresos en 3D pueden salvar a la selva del mar

Corales bi?nicos impresos en 3D producen densas poblaciones de algas microsc?picas que pueden salvar a los arrecifes de coral, devastados por el cambio clim?tico

Investigadores de la Universidad de Cambridge y de la Universidad de California en San Diego han desarrollado estructuras inspiradas en corales, impresas en 3D, que son capaces de producir densas poblaciones de algas microsc?picas.

Los resultados de este trabajo, publicados en la revista Nature Communications, abren la puerta a nuevos materiales bioinspirados y a sus aplicaciones para la conservaci?n de los corales.

En el oc?ano, los corales y las algas tienen una intrincada relaci?n simbi?tica.

El coral proporciona un hu?sped para las algas, mientras que las algas producen az?cares para el coral a trav?s de la fotos?ntesis.

Esta relaci?n es responsable de uno de los ecosistemas m?s diversos y productivos de la Tierra, el arrecife de coral, tambi?n conocido como ?selva del mar?, que est? siendo devastado por el cambio clim?tico.

Incubadoras de algas

Los investigadores imprimieron en 3D estructuras de coral y las usaron como incubadoras para el crecimiento de algas.

Probaron varios tipos de microalgas y descubrieron que las tasas de crecimiento eran 100 veces m?s altas que en los medios de crecimiento l?quidos est?ndar.

Para crear las intrincadas estructuras de los corales naturales, los investigadores utilizaron una t?cnica r?pida de bioimpresi?n en 3D, capaz de reproducir estructuras detalladas que imitan los dise?os complejos y las funciones de los tejidos vivos.

Este m?todo puede imprimir estructuras con una resoluci?n de escala microm?trica en solo unos minutos.

Esto es cr?tico para replicar estructuras con c?lulas vivas, explica uno de los autores, Shaochen Chen, en un comunicado.

"La mayor?a de estas c?lulas morir?an si tuvi?ramos que usar procesos tradicionales basados ??en extrusi?n o inyecci?n de tinta porque estos m?todos toman horas. Ser?a como mantener un pez fuera del agua; las c?lulas con las que trabajamos no sobrevivir?n si se mantienen fuera de sus medios de cultivo. Nuestro proceso es de alto rendimiento y ofrece velocidades de impresi?n realmente r?pidas, por lo que es compatible con c?lulas humanas, c?lulas animales e incluso c?lulas de algas en este caso", a?ade Chen.

Alta eficiencia

Las estructuras inspiradas en los corales fueron altamente eficientes para redistribuir la luz, al igual que los corales naturales.

Solo se utilizaron materiales biocompatibles para fabricar los corales bi?nicos impresos en 3D, destacan los investigadores.

"Desarrollamos un tejido y esqueleto de coral artificial con una combinaci?n de geles polim?ricos e hidrogeles dopados con nanomateriales de celulosa para imitar las propiedades ?pticas de los corales vivos", especifica la tambi?n autora Silvia Vignolini.

Y a?ade: "la celulosa es un biopol?mero abundante; es excelente para dispersar la luz y la usamos para optimizar el suministro de luz a las algas fotosint?ticas".

An?logo ?ptico

El equipo utiliz? un an?logo ?ptico de ultrasonido, llamado tomograf?a de coherencia ?ptica, para escanear corales vivos y utilizar los modelos para sus dise?os impresos en 3D.

La bioimpresora 3D utiliza luz para imprimir estructuras de microescala de coral en segundos.

El coral impreso copia las estructuras de coral natural y las propiedades de captaci?n de luz, creando un microambiente artificial hu?sped para las microalgas vivas.

Sistema modelo

"Al copiar el microh?bitat hu?sped, tambi?n podemos usar nuestros corales bioimpresos en 3D como un sistema modelo para la simbiosis de algas coralinas, que se necesita con urgencia para comprender el colapso de la simbiosis durante el declive de los arrecifes de coral", a?ade Wangpraseurt.

"Hay muchas aplicaciones diferentes para nuestra nueva tecnolog?a. Esperamos que nuestra t?cnica sea escalable para que pueda tener un impacto real en el biosector de algas y, en ?ltima instancia, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, que son responsables de la muerte de los arrecifes de coral", concluye.

Referencia bibliogr?fica:

Bionic 3D printed corals. Daniel Wangpraseurt et al. Nature Communications, volume 11, Article number: 1748 (2020). DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-020-15486-4

» Publication Date: 20/04/2020

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