Imatge destacada generada amb intel·ligència artificial
La bioelectrònica busca, des de fa anys, una manera més natural d’interactuar amb els teixits vius. En aquest context, investigadors de la Universitat de Linköping (Suècia) han desenvolupat una cèl·lula muscular cardíaca artificial basada en electrònica orgànica amb plàstics conductors. El dispositiu és capaç d’imitar la funció elèctrica d’una cèl·lula cardíaca real, reproduint un potencial d’acció similar al que desencadena la contracció del miocardi. La recerca s’ha publicat a Nature Communications i obre noves vies per a interfícies bioelectròniques més properes a la fisiologia humana.
Com “parla” el cor i quin és el repte per a l’electrònica convencional
El batec depèn d’impulsos elèctrics generats per les cèl·lules musculars, i aquests impulsos no funcionen com un circuit convencional. La senyal es construeix amb el moviment d’ions a través de canals especialitzats de la membrana cel·lular. Els ions de sodi, potassi i calci hi tenen un paper central. I és aquí on apareix la dificultat. Els canals de calci operen de forma més lenta que els de sodi i potassi, una diferència de velocitat que és clau per al ritme cardíac però que la electrònica tradicional, pensada per a senyals ràpides, no reprodueix bé.
Per què l’electrònica orgànica pot replicar millor la senyalització iònica
Segons explica Dace Gao, investigador postdoctoral del Laboratori d’Electrònica Orgànica de Linköping i autor principal, aquesta lentitud del transport de calci crea un coll d’ampolla per als sistemes electrònics convencionals. En canvi, l’electrònica orgànica aporta un avantatge diferencial, perquè pot transportar tant electrons com ions. Aquesta doble capacitat permet que els materials orgànics conductors s’apropin més a la manera com les cèl·lules del cos generen i regulen la seva senyalització. A partir d’aquí, l’equip ha fabricat una cèl·lula muscular cardíaca artificial amb plàstic conductor que replica el patró elèctric necessari per activar la contracció.
Antecedents del grup i què aporta aquesta nova fita
El desenvolupament no neix del no res. El mateix grup ja havia treballat abans amb cèl·lules nervioses artificials que imitaven propietats de neurones biològiques, i aquesta nova fita representa un següent pas en la mateixa línia. Fins ara, no existia una maquinaria capaç de reproduir de manera adequada la senyalització iònica específica de les cèl·lules cardíaques. Simone Fabiano, professor de Ciència de Materials a Linköping, remarca que l’objectiu no és només copiar la biologia, sinó aprofitar els principis que fan tan eficients aquestes senyals naturals.
Aplicacions potencials i principal repte pendent
Pel que fa a aplicacions, l’equip apunta dos impactes principals:
- D’una banda, científic: disposar de maquinaria facilita estudiar, en condicions controlades, com factors com la concentració d’ions o el pH poden modificar senyals.
- De l’altra, tecnològic: a llarg termini, aquests sistemes podrien convertir-se en interfícies capaces de connectar-se amb cèl·lules vives i respondre a canvis del seu entorn.
Entre els usos potencials, es plantegen marcapassos més naturals, implants que activin músculs o sensors que detectin alteracions primerenques de la funció cardíaca. Tot i així, el repte clau continua sent que les cèl·lules artificials rebin un senyal d’una cèl·lula biològica i el transmetin a d’altres. Si s’assoleix, la bioelectrònica orgànica podria acostar-se a aplicacions biomèdiques reals amb una compatibilitat superior.
Font: Ambiente Plástico (2026)
ALTRES NOTÍCIES D’INTERÈS