Un grupo de científicos dio un paso más hacia la creación de órganos funcionales impresos en 3D con el uso de colorantes comestibles para crear una intrincada red de vasos semejantes a los que abundan en todo el cuerpo humano.
El equipo utilizó hidrogel, que es un polímero en gel, para imprimir un saco de aire que imita a un pulmón humano, el cual enviaba oxígeno a las células sanguíneas colocadas en recipientes cercanos. El falso pulmón fue capaz de pulsar sin reventarse.
En el trabajo de este equipo, publicado en la revista Science, y también presentado en la portada de dicha publicación, se mostró que es posible imprimir estructuras pequeñas del cuerpo, como las válvulas intravasculares que se encuentran en el corazón y en las piernas. En otro experimento, los bioingenieros implantaron en ratones estructuras bioimpresas que contenían células hepáticas, las cuales fueron lo suficientemente fuertes como para sobrevivir al proceso.
Kelly Stevens, coautora del estudio y profesora adjunta en la Universidad de Washington que dirige un laboratorio en el que se investiga la impresión de tejido humano a partir de células madre, explicó a Newsweek, “El cuerpo contiene varias redes de ‘tuberías’ que lleva nutrientes y retiran desechos de los órganos de nuestro cuerpo.
“Muchas de esas tuberías corporales son muy intrincadas, por lo que, para los científicos, ha sido muy difícil replicarlas mediante la impresión en 3D. Este nuevo método nos permite crear distintas redes intrincadas de tuberías en tejidos impresos en 3D.
“Nos sorprendió descubrir la complejidad estructural de las características que podemos imprimir con este nuevo método”.
La estereolitografía de proyección, un método de impresión en 3D de en el que se utiliza la luz y resinas fotorreactivas para producir objetos, fue el elemento central del trabajo.
El equipo llamó a esta nueva tecnología aparato de estereolitografía para la ingeniería de tejidos, o SLATE, por sus siglas en inglés. Dicho aparato imprime, capa por capa, estructuras semejantes a tejidos a partir de hidrogeles. El hidrogel líquido se solidifica al entrar en contacto con la luz azul, la cual es absorbida con la ayuda de un colorante comestible.
El equipo espera que, algún día, los tejidos impresos en 3D ayuden a eliminar la lista de espera de órganos, que actualmente se compone de más de 100,000 personas únicamente en Estados Unidos.
El doctor Jordan Miller, coautor del estudio y catedrático adjunto de bioingeniería de la Facultad Brown de Ingeniería de la Universidad Rice, explicó en una declaración: “con la adición de estructuras multivasculares e intravasculares, estamos introduciendo un amplio conjunto de libertades de diseño para la ingeniería de tejidos vivos.
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“Ahora, tenemos la libertad de construir muchas de las intrincadas estructuras que se encuentran en el cuerpo”.
Stevens señaló en una declaración: “Con este trabajo, ahora podemos preguntarnos, ‘si podemos imprimir tejidos que luzcan y, ahora, incluso respiren de forma más parecida a los tejidos sanos de nuestro cuerpo, ¿entonces se comportarán funcionalmente de manera más semejante a esos tejidos?’
“Se trata de una pregunta importante, ya que la manera en que funcione un tejido bioimpreso influirá en el éxito que tenga como tratamiento”.
Stevens señaló que el hígado era un órgano particularmente interesante para investigar, ya que tiene 500 funciones y es, probablemente, el órgano más atareado después del cerebro.
“La complejidad del hígado significa que actualmente no existe ninguna máquina ni tratamiento que puedan reemplazar todas sus funciones cuando el órgano falla. Es posible que, algún día, los órganos humanos bioimpresos puedan constituir ese tratamiento”.
Pero el equipo está aún muy lejos de considerar el uso de esta tecnología para imprimir órganos humanos.
Stevens dijo a Newsweek: “nuestras características más pequeñas aún rondan los 0.3 mm [0.013 pulgadas] de diámetro. Esto todavía es dos órdenes de magnitud más grandes que el tamaño de una célula común del cuerpo. Por ello, quisiéramos seguir mejorando nuestra resolución de patrones. Pensamos que esto es posible mediante continuas innovaciones en el método de impresión y en los materiales.
“Esperamos que podamos finalmente construir órganos impresos en 3D que puedan ser usados como puente o reemplazo del trasplante de órganos. Se trata de un objetivo muy elevado, y aún tenemos trabajo que hacer antes de llegar ahí. Sin embargo, en este momento, nos sentimos más optimistas que nunca de que esto es una posibilidad”.
Bing Hu, profesor adjunto de investigación en salud bucal y dental de la Universidad de Plymouth, declaró a Newsweek: “Este estudio muestra un importante avance en la creación de biomateriales sintéticos imprimirles, ya que una importante limitación actual en el campo de la bioimpresión en 3D es que el hidrogel sea capaz de integrar distintos tipos de células, particularmente, endoteliales, es decir, las que cubren la superficie interior de los vasos sanguíneos.
“Los materiales y técnicas desarrollados en el estudio proporcionan nuevas posibilidades para el diseño estratégico de regeneración de tejidos/órganos, particularmente debido a las estructuras, semejantes a estructuras vasculares, que se formaron en los materiales. Me encantaría ver la aplicación de estas tecnologías en los campos de investigación craneofacial, como la regeneración de las glándulas salivales y de las piezas dentales”.
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Publicado en cooperación con Newsweek / Published in cooperation with Newsweek
