{"id":5980,"date":"2022-02-21T15:15:14","date_gmt":"2022-02-21T15:15:14","guid":{"rendered":"https:\/\/revistanyt.com.ar\/online\/?p=5980"},"modified":"2022-02-21T15:40:00","modified_gmt":"2022-02-21T15:40:00","slug":"una-mirada-a-los-dispositivos-micromaquinados-para-aplicaciones-biomedicas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistanyt.com.ar\/online\/una-mirada-a-los-dispositivos-micromaquinados-para-aplicaciones-biomedicas\/","title":{"rendered":"Una mirada a los dispositivos micromaquinados para aplicaciones biom\u00e9dicas"},"content":{"rendered":"

Reproducimos el informe de la Dra.\u00a0<\/strong>Cintia Notcovich<\/strong>, publicado en la serie HOJITAS DE CONOCIMIENTO que edita el Instituto de Energ\u00eda y Desarrollo Sustentable (iEDS) de la Comisi\u00f3n Nacional de Energ\u00eda At\u00f3mica (CNEA), a quienes agradecemos la gentileza por compartirlo.<\/strong><\/p>\n

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Dispositivos biom\u00e9dicos<\/strong><\/p>\n

\u00a0 La medicina, desde tiempos hist\u00f3ricos, diagnostica enfermedades y verifica nuestro estado de salud en base a se\u00f1ales que brinda el cuerpo. Ya alrededor de 1714, Fahrenheit inventa la primera versi\u00f3n del term\u00f3metro de mercurio, uniendo dos disciplinas tan diferentes como la f\u00edsica y la medicina. Hoy en d\u00eda contamos con dispositivos biom\u00e9dicos capaces de medir infinidad de par\u00e1metros que arroja nuestro cuerpo, no solo ante patolog\u00edas, sino para ayudarnos a mejorar nuestra salud en general. Actualmente existen dispositivos que miden la presi\u00f3n arterial, el az\u00facar en sangre, la cantidad de pasos que damos por d\u00eda, las calor\u00edas que quemamos. Otros dispositivos permiten la detecci\u00f3n de un embarazo, realizan el diagn\u00f3stico de enfermedades infecciosas como el COVID-19 y cumplen otras muchas funciones.<\/p>\n

Dispositivos micromaquinados<\/strong><\/p>\n

\u00a0 \u00bfQu\u00e9 tuvo que suceder hist\u00f3ricamente para que se haya producido una verdadera revoluci\u00f3n en la aparici\u00f3n de dispositivos biom\u00e9dicos en los \u00faltimos 50 a\u00f1os? El progreso paralelo de la mec\u00e1nica y la electr\u00f3nica ha creado una nueva tecnolog\u00eda bajo el nombre Sistemas Micro-Electro-Mec\u00e1nicos (Microelectromechanical Systems: MEMS), tambi\u00e9n conocidos por dispositivos micromaquinados. Estos dispositivos se caracterizan por ser fabricados en escalas de unos pocos micrones (el micr\u00f3n es la millon\u00e9sima parte del metro) o incluso nan\u00f3metros (la mil\u00e9sima parte de un micr\u00f3n) y ofrecen muchas ventajas. Entre ellas podemos mencionar un menor consumo de potencia, alto desempe\u00f1o, peso reducido y un costo m\u00e1s bajo que los dispositivos de mayor tama\u00f1o fabricados por otras t\u00e9cnicas. Esta tecnolog\u00eda ha impactado \u00e1reas tan diversas como la industria del autom\u00f3vil, las telecomunicaciones y la conservaci\u00f3n del ambiente. Un ejemplo es la impresora a chorro de tinta, que define la resoluci\u00f3n de su impresi\u00f3n controlando el dep\u00f3sito exacto de tinta sobre el papel por medio de microcanales. Pero es objeto de esta Hojita enfocarnos en aplicaciones biom\u00e9dicas.<\/p>\n

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Ventajas<\/strong><\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0 Una de ellas es la disminuci\u00f3n en el volumen de los insumos requeridos, que suelen ser muy costosos; aunque el aspecto m\u00e1s beneficioso de este tipo de dispositivos, en particular cuando se utilizan para diagn\u00f3stico, es su portabilidad. Su peque\u00f1o tama\u00f1o y precisi\u00f3n en las mediciones permiten que el diagn\u00f3stico de distintas enfermedades pueda descentralizarse, es decir, realizarse a lo largo y ancho del pa\u00eds, evitando el traslado de las\u00a0 muestras. Estos dispositivos tambi\u00e9n agilizan la decisi\u00f3n m\u00e9dica de tratamiento para el paciente, al reducir los tiempos de obtenci\u00f3n de resultados. Cuando en uno de estos dispositivos pueden llevarse a cabo varias funciones propias de un laboratorio, suele llam\u00e1rselos laboratorios en un chip, y requieren del manejo de fluidos a escala microme?trica. El \u00e1rea de la ciencia que se ocupa de comprender c\u00f3mo var\u00edan las propiedades de los fluidos a esta escala se llama microflu\u00eddica. Ejemplos de ella son los medidores r\u00e1pidos de insulina en sangre, que analizan vol\u00famenes menores que 1 microlitro. La tecnolog\u00eda MEMS tambi\u00e9n ha permitido el desarrollo de innovadores dise\u00f1os de microbombas para liberaci\u00f3n de f\u00e1rmacos en pacientes, o sistemas de manipulaci\u00f3n de c\u00e9lulas.<\/p>\n

Requerimientos de fabricaci\u00f3n<\/strong><\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0 La fabricaci\u00f3n de estos dispositivos se realiza en salas especialmente acondicionadas llamadas salas limpias, donde la limpieza de su aire est\u00e1 garantizada dentro de ciertos l\u00edmites. Son habitaciones con atm\u00f3sfera controlada, es decir, donde se regula temperatura, humedad, presi\u00f3n interior, flujo de aire. La cantidad de part\u00edculas en el aire determina su grado de contaminaci\u00f3n; para mantenerla por debajo de un determinado umbral se utilizan filtros. Los procesos que generalmente tienen all\u00ed lugar involucran distintos procesos especiales, como el dep\u00f3sito de capas nanom\u00e9tricas de alg\u00fan material conductor o aislante sobre una superficie, para modificar sus propiedades el\u00e9ctricas, o la fotolitograf\u00eda que implica la transferencia de un patr\u00f3n a un material fotosensible por exposici\u00f3n selectiva a la luz. En la sala limpia tambi\u00e9n tienen lugar procesos de grabado del silicio, tanto por v\u00eda h\u00fameda (mediante soluciones qu\u00edmicas), como por v\u00eda seca (mediante el impacto de iones).<\/p>\n

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Investigaci\u00f3n y desarrollo en CNEA<\/strong><\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0 En el Departamento Micro y Nanotecnolog\u00eda de la CNEA, en el Centro At\u00f3mico Constituyentes, contamos con una de las pocas salas limpias del pa\u00eds, equipada para la investigaci\u00f3n. En esa sala limpia, desde la Divisi\u00f3n Aplicaciones Biol\u00f3gicas, impulsamos la fabricaci\u00f3n de dispositivos micromaquinados para ese fin. Actualmente, nos encontramos trabajando en el desarrollo de biosensores magn\u00e9ticos para detecci\u00f3n de distintas biomol\u00e9culas para diagn\u00f3stico. En estos proyectos hemos alcanzado resultados parciales muy interesantes, como controlar nanopart\u00edculas magn\u00e9ticas dentro de un dispositivo mediante corrientes el\u00e9ctricas, o pegar anticuerpos a superficies de distintos materiales a ser empleados como biosensor. En el marco de otros proyectos biol\u00f3gicos, hemos trabajado estudiando la permeabilidad de c\u00e9lulas de mam\u00edfero al ingreso de ADN a su interior, creci\u00e9ndolas sobre superficies que presentaban distintos micro-relieves, con topograf\u00edas en escala de micrones. Existen aplicaciones biol\u00f3gicas que suelen requerir el manejo de l\u00edquidos en microcanales y microreservorios. Contribuyendo a estas aplicaciones usamos fotolitograf\u00eda en silicio para definir el patr\u00f3n requerido; luego copiamos el patr\u00f3n a un pol\u00edmero transparente llamado PDMS (polidimetilsiloxano), que posteriormente se une irreversiblemente a vidrio, y armamos as\u00ed dispositivos micromaquinados para su uso en microflu\u00eddica.<\/p>\n

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Conclusi\u00f3n<\/strong><\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0 Desde la CNEA trabajamos para dise\u00f1ar, fabricar y caracterizar dispositivos en nuestra sala limpia, que busca permanecer a la vanguardia de las investigaciones, actualizando permanentemente su equipamiento, formando gente para que cada herramienta pueda aprovecharse al m\u00e1ximo, y as\u00ed al igual que Farenheit con el term\u00f3metro, unir las m\u00e1s diversas disciplinas en busca de soluciones reales a problemas de la humanidad.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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