Científicos crean hueso, cartílago y músculo humano con impresión 3D

Científicos del Instituto de Medicina Regenerativa Wake Forest, en Carolina del Norte, Estados Unidos, han utilizado un sistema de bioimpresión para crear tejidos humanos a tamaño real, específicamente huesos, cartílagos y músculos de orejas y mandíbulas. Aunque estos tejidos no están listos aún para ser trasplantados, sí han logrado superar algunos de los problemas de estas técnicas, para que en un futuro se puedan usar para reemplazar partes del cuerpo dañadas o perdidas. La investigación fue publicada esta semana en la revista Nature Biotechnology.

El sueño de los bioingenieros es imprimir en el laboratorio tejidos y órganos funcionales, y de esta forma no depender tanto de las donaciones para los trasplantes. Sin embargo, con las impresoras 3D, hasta ahora se ha logrado crear tejidos que todavía son inestables y frágiles para ser implantadas en un cuerpo humano. Además, como no tienen vasos sanguíneos, el tamaño de estas construcciones estaba hasta ahora limitado a 200 micras (milésima parte de un milímetro), que es la distancia límite de difusión de los nutrientes y el oxígeno.

Anthony Atala y su equipo solucionaron el problema de la estabilidad imprimiendo las células en materiales poliméricos biodegradables, con la fuerza mecánica suficiente para soportarlas hasta que el tejido madure. Para superar el límite de tamaño, integraron microcanales en los nuevos objetos impresos, para que los nutrientes y el oxígeno tuvieran un camino por donde llegar a todas partes.

De esta manera, los investigadores imprimieron estructuras de cartílagos, huesos y músculos. Cuando implantaron los andamios celulares en roedores de laboratorio, se produjo el cambio esperado: las células maduraron en tejido funcional y desarrollaron un sistema de vasos sanguíneos. También superaron el límite de tamaño. Una oreja fabricada con el tamaño de la oreja de un bebé, fue capaz de de formar vasos de uno a dos meses luego de su implantación.

Lo importante de este avance es que ahora las estructuras tienen el tamaño adecuado y la capacidad para su futuro uso y viabilidad en seres humanos. “Esta nueva impresora supone un avance importante en nuestra búsqueda para fabricar tejidos de reemplazo para los pacientes”, declara Anthony Atala, director del instituto y líder del estudio. “Con un mayor desarrollo, esta tecnología podría ser utilizada para imprimir estructuras de tejidos y órganos destinados a la implantación quirúrgica”, agrega el científico.

Implantes a medida

Este sistema también permite personalizar la forma de construir los tejidos impresos, según las necesidades de cada paciente. Para ello, se utilizan imágenes clínicas y se crea un modelo informático 3D del tejido perdido.

Después, esos datos se transmiten a un programa que conecta con las boquillas de la impresora encargadas de dispensar las células en la estructura final.

Los autores aseguran que “con un mayor desarrollo, esta tecnología puede producir tejidos y órganos que incorporen múltiples tipos de células en lugares concretos para recabar información sobre estructura y función originales».

Por SINC.