Pinzas acústicas habilitan procedimientos quirúrgicos sin contacto

Asier Marzo durante el experimento
SERGIO LARRIPA, ASIER MARZO Y BRUCE DRINKWATER
Actualizado: miércoles, 26 diciembre 2018 10:40

   MADRID, 26 Dic. (EUROPA PRESS) -

   La levitación acústica y la manipulación de múltiples objetos de forma simultánea ha sido demostrada por primera vez, gracias al desarrollo de la tecnología de 'pinzas acústicas'.

   Previamente, se había conseguido que el sonido ejerza una pequeña fuerza acústica y al aumentar el volumen de las ondas ultrasónicas, --demasiado agudo para que los humanos las escuchen--, los científicos creasen un campo de sonido lo suficientemente fuerte como para mover pequeños objetos.

   Ahora, Bruce Drinkwater en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Bristol y su colega, Asier Marzo, de la Universidad Pública de Navarra, han habilitado la generación eficiente de campos de sonido lo suficientemente complejos como para atrapar múltiples objetos en las ubicaciones objetivo. Han publicado resultados en Proceedings of the National Academy of Sciences.

   Drinkwater explica en un comunicado: "Ahora tenemos más versatilidad: múltiples pares de manos para mover cosas y realizar procedimientos complejos, abre posibilidades que simplemente no existían antes".

   "Aplicamos un algoritmo novedoso que controla una serie de 256 altavoces pequeños, y eso es lo que nos permite crear los campos acústicos intrincados, como pinzas", añade Marzo.

   Las pinzas acústicas tienen capacidades similares a las pinzas ópticas, la ganadora del Premio Nobel 2018, que utiliza láseres para atrapar y transportar micropartículas. Sin embargo, las pinzas acústicas tienen la ventaja sobre los sistemas ópticos cuando se trata de operar dentro del tejido humano.

   Los láseres solo viajan a través de medios transparentes, lo que los hace difíciles de usar para aplicaciones dentro de tejido biológico. Por otro lado, el ultrasonido se usa habitualmente en las exploraciones del embarazo y el tratamiento de cálculos renales, ya que puede penetrar de forma segura y no invasiva en el tejido biológico.

   Otra ventaja es que los dispositivos acústicos son 100.000 veces más eficientes energéticamente que los sistemas ópticos. El profesor Drinkwater explicó: "Las pinzas ópticas son una tecnología fantástica, pero siempre están peligrosamente cerca de matar a las células que se mueven, con la acústica aplicamos el mismo tipo de fuerzas pero con menos energía asociada. Hay muchas aplicaciones que requieren manipulación celular y Los sistemas acústicos son perfectos para ellos".

   Para demostrar la precisión de su sistema, los científicos unieron dos esferas de poliestireno milimétricas a un trozo de hilo y usaron las pinzas acústicas para "coser" el hilo en un trozo de tela. El sistema también puede controlar simultáneamente el movimiento 3D de hasta 25 de estas esferas en el aire.

   El equipo confía en que la misma metodología podría adaptarse a la manipulación de partículas en el agua en aproximadamente un año. Esperan que poco después, pueda ser adaptado para su uso en tejido biológico.

    "La flexibilidad de las ondas de sonido ultrasónicas nos permitirá operar a escalas micrométricas para colocar células dentro de ensamblajes impresos en 3D o tejido vivo. O a una escala más grande, para levitar píxeles tangibles que forman un holograma físico en el aire", explica Marzo.