Albert Folch: Arte en un Chip

El científico y artista catalán Albert Folch saca del laboratorio imágenes microscópicas de células, líquidos y reacciones químicas para elevarlas a la categoría de arte.

Albert Folch (Barcelona, 25 de septiembre de 1966) es un científico catalán afincado en Seattle. En 1989, se licenció en Física en la Universidad de Barcelona (UB). En 1994, recibió su doctorado en Ciencias de la Superficie y Nanotecnología también en la UB. Durante su doctorado fue científico visitante en el Lawrence Berkeley Lab . De 1994 a 1996, fue postdoctorante  en la Universidad de Harvard y en 1997 en el Massachusetts Institute of Technology (MIT). Del 2000 al 2006 fue profesor asociado en el Departamento de Bioingeniería de la Universidad de Washington . Actualmente es catedrático de dicho departamento donde dirige el Folch Lab.

Albert_Folch_RosterAlbert Folch

Pero Albert Folch no es sólo conocido por su investigación en el campo de la Microfluídica y los BioMEMS (Biomedical Microelectromechanical Systems) sino también por su faceta como artista. El laboratorio de Folch desarrolla un programa de divulgación científica para hacer que los principios de física, química y biología sean más ampliamente accesibles y comprensibles para todo el mundo. A este programa lo llama BAIT, “anzuelo” en inglés y abreviatura de “Bringing Art Into Technology” , porque utiliza el arte como “anzuelo” para acercar la ciencia a todos los públicos. Sus exposiciones están compuestas por fotografías obtenidas en su laboratorio que son manipuladas artísticamente. Las imágenes se muestran junto a un texto que explica la ciencia que esconde cada instantánea. Tal y como cuenta Albert en declaraciones para este blog, “el poder de comunicación de la imagen, del lenguaje visual, es muy potente. Como dice el refrán, una imagen vale más que mil palabras. Todo el mundo es capaz de entender el lenguaje de una imagen bonita. Hay que aprovechar esta capacidad  de comunicación del lenguaje artístico para hacer llegar la ciencia a aquellas personas a las que otras formas de comunicación mas habituales, como la divulgación científica o las noticias, no les motivan”.

MyChildrenInTheMicrochannel.jpgObra titulada “My children in the microchannel” por Albert Folch.

El programa BAIT comenzó en 2007. Tal y como explica Albert, “inicialmente, tan sólo se trataba de un repositorio de bellas imágenes obtenidas en el laboratorio y ubicadas en la web Picasa. La razón por la cual hice eso es que un día se me estropeó el disco duro del ordenador; eso hizo que me diera cuenta de que si algún día le pasaba algo a mi ordenador todas aquellas imágenes se perderían”. Ese repositorio accesible para todo el mundo tuvo un gran éxito. Muchas personas se interesaron y se admiraron ante las bellas imágenes  realizadas por Albert y sus estudiantes. Una de esas personas fue la responsable de las instalaciones de un hospital quien le propuso montar una exposición  en el comedor de dicho hospital. Esa señora marcaría un punto de inflexión en la carrera artística de Albert ya que, tal y como él cuenta, “me hizo comprender que tomar imágenes hermosas estaba bien pero que si lo que yo quería era hacer obras de arte, detrás de cada imagen debía haber un concepto, una intención”. Y fue así como Albert empezó a desarrollar su faceta como artista de una manera más consciente y profesional. Hoy en día, BAIT no sólo se compone de las galerías de imágenes de Picasa sino que también dispone de un canal de Youtube. Además, las imágenes y videos del FolchLabArt se usan en todos los rincones del mundo con fines didácticos, para ilustrar portadas de libros especializados o folletos de conferencias internacionales de microfluídica.

The day that Mondrian visited the labObra titulada “The day that Mondrian visited the lab” por Albert Folch.

¿Pero…qué es la microfluídica?

La microfluídica engloba un gran número de ramas de la física, desde la dinámica de fluidos hasta la electrónica, y está estrechamente relacionada con las ciencias biológicas. En concreto, la microfluídica estudia la manipulación de fluidos a escala increíblemente pequeña; tan pequeña que los fluidos de este tamaño (microfluidos) no se pueden ver a simple vista. Las unidades de longitud a las que trabaja la microfluídica son las micras (µm) y los nanómetros (nm). Una micra equivale a una millonésima parte de un metro ( 0,000001m ó 10-6m). Un nanómetro equivale a una mil millonésima parte de un metro (0,000000001m ó 10-9m). Para que nos hagamos una idea, una hormiga mide alrededor de 5 mm y los ácaros del polvo miden unos 400 µm. El ojo humano no puede ver partículas de tamaño inferior a los 0.1 mm (100 µm).

¿Porqué es tan importante el tamaño?

El comportamiento de los fluidos a micro y nanoescala difiere sustancialmente de lo observado a escala macroscópica. Algunas propiedades que prácticamente carecen de importancia a macroescala se vuelven muy relevantes a pequeña escala. Por ejemplo, a microescala, los fluido siempre tienen un régimen laminar; es decir, no se producen turbulencias por lo que es extremadamente difícil que, a esa escala, los fluidos se mezclen. Otros fenómenos físicos que toman relevancia son la difusión, la capilaridad o la viscosidad, entre muchos otros.

La mayoría de procesos biológicos que gobiernan a un organismo suceden a escala microscópica y nanoscópica. Sin embargo, hasta hace pocos años, el funcionamiento de los organismos y sus patologías se estudiaba a escalas mayores y en condiciones que no reproducían de manera fiel los microambientes donde tienen lugar dichos procesos biológicos esenciales.

¿En qué nos ayuda la microfluídica?

Los científicos como Albert Folch se dedican a investigan en el desarrollo de minúsculos dispositivos capaces de manipular pequeñísimas cantidades de fluidos. Diminutos instrumentos hechos de un material perteneciente al grupo de las siliconas denominado polidimetilsiloxano (PDMS) o dimeticona. El PDMS tiene una larga lista de propiedades que lo hacen un buen material para la fabricación de estos microdispositivos: es biocompatible, flexible, resistente, transparente, permeable a los gases, impermeable al agua, bastante económico, libre de derechos de autor y rápidamente prototipado con alta precisión mediante procedimientos sencillos. La técnica de micro y nano fabricación más extendida para producir los microdispositivos de PDMS es la litografía blanda aunque en los últimos tiempos ya se está trabajando en el desarrollo de técnicas de fabricación basadas en la impresión 3D y cuya “tinta” son resinas con propiedades similares al PDMS.

Gracias al desarrollo de estos microdispositivos, aquellas pruebas o procesos que antes requerían los servicios de laboratorios especializados y la disponibilidad de cantidades relativamente grandes de muestras y reactivos, ahora pueden potencialmente realizarse en espacios confinados, diminutos y altamente controlados.
Estos dispositivos se conocen como sistemas Lab-on-a-Chip (LOC), sistemas Bio-Micro-Electro-Mecánicos (BioMEMS) o, cuando los dispositivos son de naturaleza puramente analítica, Micro-Sistemas-Totales-de-Análisis (μTAS). Por lo general, estos dispositivos integran elementos bioquímicos o biológicos, junto con otros materiales y estructuras físicas, así como elementos ópticos o electrónicos. En estos dispositivos, las propiedades de los microfluídos se combinan para manipular, seleccionar, detectar y/o medir iones, biomoléculas o células de forma automatizada. Además, al tratarse de escalas en las que trabajan habitualmente los elementos que conforman nuestros cuerpos, en particular los órganos y los sistemas sanguíneo y linfático, la utilización de canales de transporte de estas dimensiones es una forma mucho más realista de recrear y estudiar más a fondo estos sistemas biológicos.
Otros dispositivos que se han desarrollado gracias a la microfluídica son los denominados Organ-on-Chip. Estos dispositivos son sistemas híbridos que combinan estructuras LOC con proteínas y cultivos celulares in vitro embebidos. Con ellos se pueden imitar las funciones fisiológicas de tejidos y órganos, así como sistemas más complejos mediante la incorporación de varios de estos elementos. Los Organ-on-Chip no sólo son útiles para la investigación fundamental sino también para el desarrollo de nuevos fármacos, posibilitando la experimentación masiva sistemática y la substitución, cuanto menos de una parte, de la experimentación animal.

Para acabar de comprender de forma rápida y amena qué es la microfluídica y sus aplicaciones en el campo de la biomedicina, os recomiendo que veáis el vídeo de “Un minuto de biomedicina” dedicado a la microfluídica.

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