Una pompa ionica per la somministrazione di farmaci costruita con componenti elettronici organici funziona anche negli impianti. I ricercatori del Laboratorio di Elettronica Organica dell'Università di Linköping e dell'Umeå Plant Science Center hanno utilizzato una tale pompa ionica per controllare la crescita delle radici di una piccola pianta in fiore, il crescione ( Arabidopsis thaliana ).

Nella primavera del 2015, i ricercatori del Laboratorio di Elettronica Organica dell'Università di Linköping hanno presentato una pompa ionica microfabbricata con la capacità di pompare la dose corretta di un agente antidolorifico naturale esattamente dove era necessario. Questo è stato un primo passo verso un trattamento efficace di condizioni come il dolore cronico. Nell'autunno dello stesso anno, i ricercatori hanno presentato i risultati che mostrano come hanno fatto assorbire alle rose un polimero conduttore solubile in acqua, consentendo loro di creare un transistor completamente operativo nello stelo della rosa. Il termine "potere dei fiori" ha improvvisamente assunto un significato completamente nuovo.

"Circa 10 anni fa, abbiamo iniziato a considerare l'applicazione alle piante dei nostri dispositivi di somministrazione di farmaci a pompa ionica. Solo diversi anni dopo abbiamo collaborato con il professor Markus Grebe e i colleghi dell'Umeå Plant Science Center e abbiamo finalmente scoperto che la pompa ionica poteva essere di grande utilità per i biologi delle piante, dice Daniele Simone, Professore Associato e responsabile dell'area di ricerca bioelettronica organica nel Laboratorio di Elettronica Organica, Università di Linköping.

Professore assistente David Poxson, Laboratorio di Elettronica Organica, collaborato con il capo chimico del gruppo, Professore assistente Roger Gabrielsson, sviluppare nuovi materiali per pompe ioniche in grado di trasportare e fornire potenti composti di segnalazione delle piante come l'ormone auxina.

Il Dr. Poxson ha quindi lavorato a stretto contatto con i biologi dell'Umeå Plant Science Center per studiare la consegna altamente risoluta di auxina alle radici del crescione vivente, Arabidopsis thaliana . Questa pianta è per i biologi delle piante ciò che il moscerino della frutta Drosophila è per i ricercatori che lavorano nella ricerca sugli animali:un importante organismo modello.

Il risultato:i gradienti di ormone vegetale controllati elettronicamente sono stati assorbiti dalle radici. Il Dr. Poxson e il co-autore Dr. Michal Karady hanno seguito la risposta interna dell'auxina con l'aiuto di proteine ​​reporter fluorescenti che cambiano la loro intensità di fluorescenza in presenza di auxina. Hanno osservato che la risposta interna dell'auxina e persino il tasso di crescita delle radici potrebbero essere controllati dall'erogazione di auxina da parte della pompa ionica.

"Abbiamo compiuto un passo rivoluzionario per la ricerca sulle piante grazie al nostro sforzo multidisciplinare", dice Markus Grebe. "Sono stati coinvolti diversi gruppi di ricerca dell'Umeå Plant Science Center e della Linköping University. La pompa probabilmente ci consentirà di applicare localmente non solo l'auxina ma anche una varietà di altri ormoni alle piante in modo controllato elettronicamente. Questo ci aiuterà a studiare il impatto di questi ormoni sulla crescita e lo sviluppo delle piante alla risoluzione dei tessuti e delle cellule".

"Questi nuovi materiali DendrolyteTM aprono anche la strada a future capacità di pompe ioniche in una varietà di aree, per esempio la consegna di composti aromatici più grandi come gli ormoni vegetali o anche alcuni prodotti farmaceutici, "dice Daniele Simone.

I risultati sono stati ora pubblicati sulla prestigiosa rivista scientifica Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze degli Stati Uniti d'America ( PNAS ).

"Si tratta di un progresso importante:ora sappiamo non solo che possiamo utilizzare la pompa ionica negli impianti, ma anche che possiamo regolare la loro fisiologia e crescita, "dice il professor Magnus Berggren, capo del Laboratorio di Elettronica Organica.