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UNIVERSIDAD DE SAN MARTIN DE PORRES FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA. BIOACERO. Integrantes: Cárdenas Olivos, Jorge Fernando Cárdenas Ramos , Julia Elizabeth
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UNIVERSIDAD DE SAN MARTIN DE PORRESFACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA BIOACERO • Integrantes: • Cárdenas Olivos, Jorge Fernando • Cárdenas Ramos , Julia Elizabeth • Carpio Campos, Jorge Luis
HISTORIA La seda de la araña ha sido admirada de largo por los científicos materiales para su combinación única de características de alto rendimiento incluyendo dureza, fuerza, ligereza y biodegradabilidad. El Biosteel (Bioacero), fue creado por una empresa de biotecnología canadiense, “Nexia Biotechnologies”, se llevó a cabo en una granja de Quebec, las cual cría cabras que dan leche con proteínas de seda disueltas, las purifica y las somete a un proceso ,que consiste en la combinación del gen de la araña, con la proteína extraída de la leche transgénica de las cabras, para obtener una microfibra de alta resistencia.
La fórmula mágica consiste en manipular la cadena del ADN de las cabras para retirar uno de sus 70.000 genes y sustituirlo por otro de araña. Cabe recalcar que una vez separada, esta sustancia es forzada a pasar a través de un microagujero, igual que hacen las arañas, para hilarla y para producir así una finísima fibra de un solo filamento. Biosteel y otros biopolímeros se están investigando para proporcionar los materiales ligeros, fuertes, y versátiles para una variedad de usos médicos, militar e industriales, una de sus múltiples aplicaciones es en cirugía (tendones y ligamentos artificiales) como en aeronáutica, entre otros.
DEFINICION • El Biosteel es un nuevo material hecho por una empresa de biotecnología canadienses “NexiaBiotechnologies”, se produce a partir de leche de cabra, a las que se les ha implantado un gen de araña (espidroína), gracias a este extraño cruce, la leche de estos animales transgénicos contiene una proteína soluble que, una vez procesada, permite obtener una fibra monofilamento casi idéntica a la seda que produce la araña, a la cual bautizaron como Biosteel ( bioacero).
CARACTERISTICAS DEL BIOACERO • El bioacero es un material cinco veces más duro que el acero. • Es tres veces más resistente que las fibras sintéticas como el kevlar. • Además posee un tacto sedoso y es biodegradable.
Ligereza y elasticidad Las ventajas que ofrece el bioacero respecto a otras fibras como el kevlar, que es una poliamida sintetizada, fibra muy resistente, utilizada por sus buenas propiedades mecánicas como refuerzo en tiras o para tejidos, fabricación de cables, ropa resistente (de protección) o chalecos antibalas, es que el bioacero tiene una mayor ligereza, elasticidad y resistencia frente a los proyectiles de alta velocidad, menor estorbo para el usuario y, sobre todo, un proceso de producción muy poco contaminante, lo cual no ocurre con el kevlar. Además es más elástico que el nylon, y por ello tiene múltiples aplicaciones no solo a nivel industrial, sino también biomédicas.
Nexia es uno de los líderes mundiales en biotecnología de animales, y hace un par de años, había desarrollado una estirpe de cabras de rápido crecimiento denominadas cabras BELE (BreedEarly - LactateEarly, o "crianza rápida - producción de leche rápida"). “Bele” es una palabra de origen bantú, que designa las ubres de las vacas y cabras, y también significa "ternura" o "suavidad", una denominación adecuada para las pequeñas cabras de Nexia. Las cabras BELE se criaron con destino a la fabricación industrial rentable de grandes cantidades de proteínas y otros compuestos en la leche. • Biotecnología aplicada en la nueva fibra Cabras – Arañas
El proceso de obtención de una cabra modificada para fabricar seda de araña resulta, en un amplio análisis por el laboratorio. En primer lugar, se parte de un gen de fibroína de la seda, aislado a partir del genoma de una araña. Para ello se ha utilizado genes de dos especies de arañas muy comunes: Araneusdiadematus, la araña de jardín común europea, y Nephilaclavipes, araña tejedora dorada, que vive en América Central y el Sur de Estados Unidos. Luego, se inserta este gen, conteniendo la información para fabricar la fibroína en un plásmido,es decir, un pequeño cromosoma artificial, con un promotor adecuado para que las células epitelial de cabra, añadiendo así el gen de la fibroína al genoma de la cabra, esto es el inicio de la formación del BioSteel(BioAcero).
El bioacero considerado como una superfibra Hasta ahora no se conoce ninguna fibra, natural o artificial, más resistente que la seda de las arañas. La que fabrican las arañas saltadoras, por ejemplo, se puede estirar hasta un treinta por ciento de su longitud sin romperse. Otros investigadores han podido observar que la araña hilo de oro, que vive en el territorio que se extiende desde Estados Unidos hasta La Argentina, construye telas tan resistentes que a veces atrapan pájaros pequeños, un hilo de dos centímetros de diámetro fabricado con la seda de esta araña podría soportar el peso de un camión.
Principales aplicaciones - Cirugía Las aplicaciones del BioSteel son innumerables. Uno de los primeros campos en los que se utilizará este material es en el de la cirugía, donde estas fibras sustituirán a los actuales hilos de sutura (microsuturas), ligamentos artificiales, acoplamientos quirúrgicos para corregir hernias por ejemplo, incrementando su especialmente su desarrollo en el campo de la microcirugía.
Medicina En el campo de la medicina, la tecnología patentada Biopharmaceuticals de Nexia produce las proteínas humanas recombinantes para el tratamiento de enfermedades peligrosas para la vida. Además la producción en grande de drogas auténticas, complejas es el sello de su sistema animal transgénico, para lo cual se han centrado en una droga que se utiliza para disolver los coágulos que pueden causar ataques y movimientos del corazón, este tipo de droga se sabe como un “tipo de coágulo”, o un thrombolytic.
Militar También se utilizará este bioacero para producir selladores para la reparación de arterías dañadas, así como sustancias adhesivas para soldar tejidos desgarrados, líneas biodegradables, armadura suave y compuestos materiales únicos. En el terreno militar este material también ofrece buenas perspectivas, de ahí el interés demostrado por los ejércitos de Estados Unidos y de Canadá por este producto, ya que esta fibra será utilizada en los equipos antibalas como sustituto del kevlar, proporcionando telas antibalísticas superiores combinadas con alta dureza (por ejemplo chalecos antibalas), el módulo, la fuerza, y la flexibilidad en el material ligero para los usos de la aplicación de los militares y de ley.
CONCLUSIONES • Las combinaciones transgénicas cabra-araña representan un aspecto de crecimiento de la biotecnología, increíble, que avanza cada vez más en el desarrollo de los nuevos descubrimientos. • El bioacero es un material cinco veces más duro que el acero, tres veces más resistente que las fibras sintéticas como el kevlar, y además posee un tacto sedoso y es biodegradable. • El Bioacero, representa un adelanto en la tecnología por tener nuevas y mejores alternativas en cuanto a la utilización de materiales que no son tan resistentes ni flexibles para una variedad de usos médicos e industriales.
El mayor problema reside aún en conseguir una tecnología de hilado que permita emular las propiedades de la seda de araña natural. • Las ventajas que ofrece el bioacero respecto al kevlar es mayor ligereza, mayor elasticidad, mayor resistencia frente a los proyectiles de alta velocidad, menor estorbo para el usuario y, sobre todo, un proceso de producción muy poco contaminante. • Las aplicaciones del BioSteel son innumerables. Uno de los primeros campos en los que se utilizará este material es en el de la cirugía, donde estas fibras sustituirán a los actuales hilos de sutura, ligamentos artificiales, especialmente en el campo de la microcirugía. También se utilizará este material para producir selladores para la reparación de arterias dañadas, chalecos antibalas, entre otros.
RECOMENDACION • Si bien el gran desafío que enfrentan los investigadores es la obtención de fibras de mayor longitud; cuando se logre , en la aplicación de estas microfibras en nanotecnología y microelectrónica, como por ejemplo se las podrá usar para fabricar chalecos antibalas, paracaídas, ropa para deportes extremos, cuerdas para alpinismo, hilo para suturas quirúrgicas, sedales para cañas de pescar, cuerdas para raquetas y músculos artificiales para robots, entre otras cosa; se deberá tener en cuenta que estos productos sean biodegradables y su producción no contamine el ambiente.
