Una bioimpresora que imprime tejidos en tres dimensiones como piel y cartílago, para ser utilizados en implantes, es una de las nuevas tecnologías en medicina regenerativa que fue presentada en el Encuentro Mundial de Ciencias, organizado por la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS) en Washington.
"Lo que hacemos es sustituir la tinta que usamos en una impresora para papel por materiales orgánicos (células) y así poder imprimir tejidos biológicos de seres vivos", explicó a La Tercera Hod Lipson, ingeniero robótico y director del Laboratorio de Síntesis Computacional de la U. de Cornell, EE.UU.
La impresora tiene múltiples cartridges que van inyectando la biotinta sobre una superficie formando capa por capa la estructura biológica en tres dimensiones.
El proceso tiene varias etapas: la cabeza de impresión forma las células en gotas de contenido entre 10 mil y 30 mil células. Las gotas pasan a través del proceso de impresión de inyección de biotinta. La segunda cabeza de inyección se usa para depositar un hidrogel a base de azúcar usado como andamio, que no interfiere con las células y se adhiere a ellas. Una vez que la impresión se ha completado, la estructura es dejada durante un día o dos para permitir que las gotas se fusionen. Una vez que ha madurado, el hidrogel se retira desde el exterior y se jala desde el centro como un trozo de cuerda. Un sistema de calibración basado en láser, controlado por computador, asegura que las células sean colocadas en exactamente la posición correcta y tome la forma en 3D.
"Imaginemos que yo necesito un implante de cartílago en mi rodilla tras un accidente. Extraemos tejido de la zona que está lesionada, incubamos esas células para crear más células y una vez que ya estén maduras las introducimos en una tinta a base de hidrogel en un 99% que está dispuesta en un cartridge y las utilizamos para imprimir un nuevo cartílago en el tamaño necesario para cubrir la zona dañada. Estamos trabajando para que el material tenga un equilibrio y sea lo suficientemente moldeable y a su vez resistente", agrega Lipson.
Limitaciones y desafíos
Hasta ahora el equipo de la U. de Cornell ha aplicado la bioimpresora sólo en animales, especialmente en ratones y vacas. Aún no la han probado en pacientes. Según Lipson, "ahora el gran desafío es que el implante pueda ajustarse perfectamente y el nuevo tejido logre adherirse sin problemas y regenerarse".
Cuando este proceso se aplique en humanos no requerirá de inmunosupresores para evitar el rechazo del nuevo material, debido a que proviene de las células del propio paciente y no de un donante.
Hasta ahora han creado tejidos como piel, cartílagos -orejas principalmente- y hueso. En el futuro el objetivo es reproducir órganos tan complejos como útero, arterias o un corazón. El próximo paso será crear un procedimiento de vascularización para estos órganos, necesario para la irrigación mediante vasos sanguíneos. "Esperamos ayudar a muchas personas que necesitan un trasplante de órgano o tienen un problema de movilidad por el daño en algún disco de la columna", dice Lipson.
Los expertos esperan que en 20 años esto técnica se pueda masificar.
Bioimpresión directa sobre la piel
Investigadores de la U. de Wake Forest en Carolina del Norte, EE.UU, desarrollaron un sistema portátil de impresión de piel que utiliza células vivas para crear injertos para cubrir las quemaduras. La máquina, que funciona con el mismo principio de la bioimpresora, imprime con una tinta formada por capas de fibroblastos (fibra), queratinocitos (colágeno) e hidrogel directamente sobre la piel y es capaz de detectar in situ el tamaño y la profundidad de la herida.
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