Un equipo de investigadores de la Universidad de Tokio y la Universidad de Waseda, en Japón, ha dado un paso fundamental en la integración de la biología y las tecnologías robóticas al desarrollar una mano biohíbrida funcional. El estudio, publicado el 12 de febrero de 2025 en la revista Science Robotics, detalla los innovadores procesos y desafíos superados para desarrollar una mano de 18 centímetros de longitud compuesta por tejido muscular cultivado y articulaciones mecánicas flexibles.
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La clave de este avance son los actuadores de tejido muscular múltiple, conocidos como MuMuTAs, elaborados con tejido muscular humano cultivado en laboratorios y enrollados en forma de sushi para simular tendones. Estos MuMuTAs permiten movimientos controlados con contracciones musculares de aproximadamente 8 milinewtons y una longitud de contracción de 4 milímetros, lo que posibilita acciones sofisticadas, como imitar un gesto de tijera e incluso manipular instrumentos delicados, como la punta de una pipeta.
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El control se logra mediante un mecanismo con cables que convierte las contracciones musculares en movimientos rotacionales de los dedos, demostrando la capacidad de realizar gestos aún más complejos como “piedra, papel o tijera”. Además, los movimientos musculares son inducidos de manera precisa a través de electrodos de oro que suministran corrientes eléctricas al tejido muscular.
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Aunque el desarrollo presenta avances significativos, los investigadores han identificado algunos desafíos pendientes. Por ejemplo, el diseño actual requiere sumergir la mano en un líquido para reducir la fricción en las articulaciones, y los dedos aún no pueden regresar de forma intencional a su posición inicial. Esto último demandará la inclusión de materiales elásticos o una reconfiguración de los MuMuTAs en direcciones opuestas.
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El tejido muscular mostró signos de fatiga durante las pruebas, con una disminución en la fuerza de contracción tras 10 minutos de estimulación eléctrica continua. Sin embargo, esta condición se regularizó con una hora de descanso. A pesar de estos inconvenientes, el avance es notable, ya que marca la primera vez que un sistema biohíbrido supera el límite de tamaño de 1 centímetro, rompiendo una barrera previa en el campo de la biotecnología y la robótica.
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Además de su potencial como prótesis de avanzada, la mano biohíbrida promete ser una herramienta útil para comprender cómo funcionan los tejidos musculares en sistemas biológicos más grandes, así como para realizar pruebas relacionadas con procedimientos quirúrgicos o el desarrollo de medicamentos musculares.
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El estudio, titulado *"Biohybrid hand actuated by multiple human muscle tissues"*, ha sido liderado por los investigadores XinZhu Ren, Yuya Morimoto y Shoji Takeuchi. Según los datos disponibles, el artículo ha suscitado un gran interés, acumulando 297 descargas en tan solo 12 meses desde su publicación.
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La construcción de los MuMuTAs incluyó técnicas avanzadas para evitar problemas como la necrosis central del tejido, optimizando su funcionalidad para contracciones prolongadas. Este desarrollo posiciona a los sistemas biohíbridos en la órbita de aplicaciones clínicas y prácticas, además de ofrecer una perspectiva impresionante para el diseño de tecnologías biomédicas del futuro.