Un gráfico de la bioprinter 3D alimentada por LEGO Mindstorms EV3 y calentamiento por microondas de radiofrecuencia. Crédito: Universidad de Kyushu/Shuntaro Tsubaki
En sociedades que envejecen rápidamente como Japón, el simple acto de tragar comidas puede ser un desafío para muchas. Esta condición, conocida como disfagia, afecta a millones de personas en todo el mundo y puede deteriorar significativamente la calidad de vida de una persona. Si bien los alimentos modificados con textura como los puré pueden hacer que la deglución sea más segura, es difícil adaptar estos alimentos al amplio espectro de disfagia, ya que algunas personas pueden tolerar comidas más sólidas, mientras que otros requieren texturas mucho más suaves.
Publicación En la revista Scientific Reports, los equipos de investigación de la Universidad de Kyushu y la Universidad de Cardiff han desarrollado un nuevo método de bioimpresión 3D que puede personalizar la textura, la adhesividad y la retención de agua de geles de emulsión a base de proteínas para las dietas de disfagia utilizando energía controlada de radiofrecuencia (RF) y microondas (MW).
“Para muchas personas con disfagia, las comidas a menudo se limitan a materiales de gelatina, lo que puede disminuir el disfrute de la alimentación”, explica Shuntaro Tsubaki, primer autor y profesor asociado en la facultad de agricultura de la Universidad de Kyushu. “Nuestro objetivo es crear comidas que no solo sean seguras sino también atractivas”.
Tsubaki vio la oportunidad de aplicar su experiencia en ingeniería de microondas para resolver este desafío. “Los métodos de calentamiento convencionales calientan todo dentro de la forma indiscriminada, tanto las partes que desea reaccionar como las partes que no”, explica. “Las microondas son diferentes. Se pueden controlar para calentar solo materiales específicos selectivamente. Esta precisión es la clave”.
Un equipo de investigación de la Universidad de Kyushu, dirigido por Shuntaro Tsubaki, ha desarrollado un sistema de bioimpresión 3D que crea alimentos para personas con dificultades para tragar o disfagia. Se usa una tinta de gel de emulsión hecha de proteína de clara de huevo y aceite de canola. Al ajustar el calentamiento por radiofrecuencia, los alimentos se pueden ajustar para cumplir con los estándares de Japón para una dieta amigable con la disfagia. Música de: Bensound.com Artista: Benjamin Tissot Código de licencia: F7ADC8QC2W6SRHMJ. Crédito: Universidad de Kyushu/Javier Alfredo Jr. Morano
El equipo primero desarrolló un bioink que se compone de dos compuestos principales: una emulsión estable de aceite en agua y una solución acuosa que contiene proteína de clara de huevo y estabilizadores. Luego se combinan con una pequeña cantidad de cloruro de magnesio, que actúa como una ayuda de absorción de microondas, lo que ayuda a los bioink a calentar de manera eficiente y promover la desnaturalización de la proteína necesaria para que el líquido se solidifique en un gel.
Para imprimir este bioink, el equipo construyó una bioprinter 3D personalizada utilizando LEGO Mindstorms EV3 inspirado en investigaciones anteriores de sus colaboradores de la Universidad de Cardiff.
“Después de que nuestras pruebas iniciales demostraron que podríamos controlar la textura del gel con diferentes frecuencias de energía, luego cargamos el bioink en la impresora 3D y la extruyimos a través de un aplicador delgado”, explica Tsubaki.
“A medida que el bioink pasa a través del aplicador, aplicamos una explosión controlada de energía de RF o MW, convirtiendo el bioink en un gel. Ese gel se deposita en la capa de plato de impresión por capa como la boquilla de bioprest se mueve a través del plato”.
El bioink se calienta rápidamente a diferentes frecuencias a medida que pasa a través del aplicador. La cámara térmica muestra la temperatura de aumento rápida del gel de emulsión cuando se aplican las microondas. Crédito: Universidad de Kyushu/Shuntaro Tsubaki
Los experimentos del equipo demostraron que al cambiar la frecuencia de la energía aplicada, podrían producir geles con una gama de propiedades adecuadas para diferentes requisitos de dieta de disfagia.
Cuando usaron una frecuencia más baja de 200 MHz, que cae en el rango de radiofrecuencia, el gel resultante fue significativamente más difícil y mantuvo su estructura y contenido de agua de manera más efectiva. Por el contrario, el uso de una mayor frecuencia de 2.45 GHz, similar a la de un microondas de cocina estándar, produjo un gel que era mucho más suave y más adhesivo.
“Lo importante es que podemos controlar la textura por frecuencia, creando una textura personalizada para las necesidades de cada persona”, concluye Tsubaki.
“Nuestro nuevo método tiene potencial más allá de las dietas disfagia, que se extienden a la carne artificial, la nutrición funcional, los alimentos médicos e incluso las raciones espaciales. Ya estamos trabajando en otros materiales comestibles que pueden ser bioprimidos en 3D. La capacidad de regular la agregación de proteínas e incluso los sabores de trampa dentro de la fase de aceite también podrían conducir a productos de tecnología alimenticios con sabor a sabor”.
Más información: Shuntaro Tsubaki et al, radiofrecuencia y bioimpresión 3D de microondas de gel de emulsión para dietas de disfagia, informes científicos (2025). Dos: 10.1038/s41598-025-06804-1
Proporcionado por la Universidad de Kyushu
Cita: Método de impresión 3D Crafta de alimentos personalizables para personas que tienen problemas para tragar (2025, 22 de agosto) Recuperado el 22 de agosto de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-08-3d-method-crafts-customizable-foods.html
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