Bioimpresión 3D: ¿una técnica que sustituye al trasplante?

La impresión de órganos y tejidos tridimensionales ha llegado para revolucionar el paradigma donación-trasplante. Gracias a la invención e inducción de un gel reversible denominado “Fresh”, a la creación de una impresora 3D y al desarrollo de un software libre, la comunidad científica anglosajona replica órganos y tejido humano empleando material blando y resistente como estructura de sustento.

La ciudad de Pittsburgh abraza el desarrollo tecnológico tras dar sus primeros pasos en la creación de órganos tridimensionales semejantes a los reales basados en imágenes de resonancia magnética de arterias coronarias.

Si bien el cuerpo humano es considerado como la estructura funcional más perfecta dentro de los procesos constitutivos de la ingeniería humana, las impresoras 3D y los nuevos materiales de impresión serán en el futuro inmediato “fábricas de humanidad”.

Motivados por generar una solución alternativa a la donación y trasplante de órganos introduciendo mejoras instantáneas en el ámbito de la salud, investigadores de la Universidad Carnegie Mellon (centro de altos estudios situado en Estados Unidos y referente en el área de ciencias de la computación y robótica) centrándose en diversas etapas investigativas, criterios propios de prueba y error, como así también empleando los avances tecnológicos puestos a su disposición, han generado una novedosa técnica de impresión científica y un software de libre acceso.

Con la bioimpresión en los órganos

Básicamente el estudio publicado el 23 de octubre en la revista “Science Advances” consiste en un método de bioimpresión o “impresión de vida” en tres dimensiones utilizando impresoras tradicionales 3D adaptadas para tal fin. Mediante éste proceso de innovación-adaptación es posible fabricar estructuras de soporte con materiales blandos.

“Hemos sido capaces de tomar imágenes de resonancia magnética de arterias coronarias e imágenes 3D de corazones embrionarios y bioimprimirlos tridimensionalmente con una resolución y calidad sin precedentes, empleando materiales muy blandos como colágenos, alginatos y fibrinas”, expresó Adam Feinberg, científico responsable de la investigación.
Pensar siquiera en imprimir tejido cardíaco hace unos años resultaba una idea descabellada, y más aún avanzar en materia de impresión.

A la tradicional forma de construcción de objetos duros partiendo de plástico o metal se sumará de forma inminente la fabricación de órganos y tejidos a base de componentes blandos y flexibles gracias a la invención de un hidrogel.

La importancia de este descubrimiento radica en su funcionalidad. El hidrogel es utilizado como soporte estructural para la posterior impresión de venas, corazones y cerebros. Una vez impresas, estas partes blandas del cuerpo humano adquieren rigidez y por consiguiente son lo suficientemente resistentes para evitar su desmoronamiento.
Antes de este avance sólo se podían imprimir huesos cuyo rol fundamental era ser usados como implantes personalizados pero fabricados con materiales rígidos, ya que los materiales blandos colapsaban bajo su propio peso al ser impresos en formato 3D.

“Fresh”: a prueba de impresión

Para llegar a crear el método a base de hidrogel bautizado “Fresh”: Fresco (por sus siglas en inglés: freeform reversible embedding of suspended hydrogels), los científicos partieron de una prueba de impresión efectuada en una matriz hecha de mezcla de colágeno y compuesta por un gel acuoso formado por azúcares y proteínas.

El resultado obtenido fue un gel reversible que a temperatura ambiente proveía de rigidez a los objetos de impresión. Una vez elevada la temperatura hasta 37ºC, el hidrogel se derretía manteniendo intacto el órgano generado. Hasta el momento los órganos replicados son: un cerebro humano en miniatura, un corazón a escala de un pollo pequeño y un patrón de ramificación de arterias de menos de un milímetro de espesor.

En posición adelantada

Una vez probado el sistema presentado como una alternativa prometedora que posibilitará imprimir múltiples materiales en forma simultánea, parte de la comunidad científica implicada en la materia intenta adelantarse al futuro planteándose el próximo paso a seguir.
Entre sus metas se encuentra la incorporación de células vivas en la matriz de gel de la técnica operada, pues los modelos impresos no estaban dotados de compuesto celular; sino todo lo contrario, sólo se limitaban a replicar la superficie del órgano humano.

Otra invención de libre acceso

Además de imprimir órganos y tejidos utilizando capas de material blando, específicamente imprimiendo un gel dentro de otro gel, el grupo de investigadores ha creado una impresora de costo accesible (menos de mil dólares) y un programa informático de código abierto para hacer extensivo el uso de la información obtenida mediante las impresiones realizadas.

En palabras del científico Feinberg, “la impresora no sólo es de bajo costo, sino que usando el software de acceso libre podemos afinar los parámetros de impresión, optimizar lo que hacemos y maximizar la calidad de lo que imprimimos”.

“Realmente nos ha permitido acelerar el desarrollo de nuevos materiales e innovar en este espacio”, agregó.

Donación y trasplante: ¿continuidad o sustitución?

Como es sabido todo avance científico detona ciertos interrogantes y más aún si éste se encuentra estrechamente ligado a la salud. Si bien los desarrollos tecnológicos en cuestión permitirán albergar una doble funcionalidad mejorando la salud y democratizando el conocimiento, también reavivarán la polémica en cuanto a la posibilidad de darle continuidad al período en el cual la donación y trasplante de órganos reales se presenta como la única solución saludable; o si es preferible optar por su finalización, adoptando la viabilidad de reemplazarlo por la era del presente futurista en que la invención de la bioimpresión será la clave sustituta.

Fuentes:

https://www.unocero.com
http://elcomercio.pe
http://cienciatoday.com

Imagen fuente: blog.pupilum.com

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