Contenido
- Cómo funciona la bioimpresión
- Bioimpresión en chip
- Bioimpresión e injertos óseos
- Bioimpresión y regeneración de piel y tejidos
- Vasos sanguíneos de bioimpresión
Cómo funciona la bioimpresión
Una impresora 3D es capaz de proporcionar profundidad a cualquier cosa que esté imprimiendo, y una bioimpresora lo hace distribuyendo biomateriales como células vivas, pegamento sintético y andamios de colágeno en capas para crear un objeto. Este proceso se llama fabricación aditiva: los materiales introducidos en la impresora se solidifican a medida que salen para crear un objeto 3D.
Pero no es tan simple como colocar materiales en una impresora 3D y presionar un botón. Para llegar a la etapa de fabricación aditiva, la impresora necesita recibir un plano, una imagen generada por computadora de lo que está tratando de crear. Luego, los materiales que desea utilizar para el objeto se introdujeron en la impresora. La impresora lee el archivo digital que le ha dado mientras imprime los materiales que le dio en capas para recrear el objeto deseado. Cada capa se enfriará y se pegará entre sí (gracias al colágeno, al pegamento o, en algunos casos, solo a las células), creando una pieza sólida y estable.
Para conseguir que las células vivas (comúnmente conocidas como bioenlace) se alimenten en una bioimpresora, hay varias rutas que los investigadores pueden tomar. En primer lugar, se pueden tomar directamente del paciente para el que están realizando la bioimpresión. O, si se utilizan con fines de investigación o en casos en los que no se pueden utilizar las propias células del paciente, se pueden utilizar células madre adultas, ya que se pueden manipular para el tipo de células necesarias para la bioimpresión para recrear tejido.
El plano que utiliza una bioimpresora suele ser un escaneo del paciente. Esto permite a la bioimpresora recrear tejido refiriéndose al escaneo y usando capas delgadas y precisas para construir o imprimir el tejido.
Bioimpresión en chip
Una de las formas en que la bioimpresión 3D se utiliza actualmente en las comunidades científicas y médicas es para probar la medicina regenerativa. En el Instituto Wyss de Harvard, los investigadores han desarrollado una bioimpresora 3D que puede producir tejidos vascularizados de células humanas vivas que se imprimen en un chip. Usan este tejido en un chip para conectarlo a un canal vascular, lo que permite que las investigaciones proporcionen nutrientes al tejido para monitorear el crecimiento y desarrollo.
La capacidad de hacer crecer tejido en un chip ayuda a los investigadores a examinar nuevas técnicas en medicina regenerativa, así como en pruebas de drogas. Mediante el uso de una bioimpresora 3D, los investigadores también pueden estudiar diferentes métodos para crear chips. Un logro fue la creación de un corazón en un chip, con sensores para fines de investigación y recopilación de datos. Esto puede haber requerido previamente pruebas con animales u otras medidas.
Bioimpresión e injertos óseos
Cuando se trata de practicar la medicina, todavía hay mucho que aprender y probar en la creación de órganos bioimpresos a escala del tamaño humano. Pero se están dando pasos importantes, como en el área del injerto óseo, para solucionar problemas con los huesos y las articulaciones que los rodean.
El progreso más notable proviene de investigadores de la Universidad de Swansea en Gales. Los bioimpresores del equipo pueden crear materiales óseos artificiales en formas específicas necesarias utilizando un material regenerativo y duradero. Investigadores de AMBER Science Foundation Ireland y Trinity College en Dublín, Irlanda, han creado un proceso para respaldar la bioimpresión 3D de material óseo para ayudar con defectos causados por resecciones de tumores, traumatismos e infecciones, así como deformidades óseas genéticas.
La Universidad de Nottingham en Inglaterra también ha logrado avances en esta área de la medicina, bioimprimiendo una copia del hueso que están reemplazando y recubriéndolo con células madre. El andamio se coloca dentro del cuerpo. Con el tiempo, con la ayuda de las células madre, se reemplaza completamente por un hueso nuevo.
Bioimpresión y regeneración de piel y tejidos
La piel es un área de la medicina exitosa para la bioimpresión debido a la capacidad de la máquina para aplicar capas mientras imprime. Dado que la piel es un órgano de múltiples capas, compuesto de diferentes células dentro de cada capa, los investigadores tienen la esperanza de que con el tiempo la bioimpresión pueda ayudar a reproducir las capas de la piel, como la dermis y la epidermis.
Los investigadores de la Facultad de Medicina de Wake Forest en Carolina del Norte están analizando esto de cerca cuando se trata de víctimas de quemaduras que no tienen suficiente piel intacta para cosechar para ayudar con el cuidado y la cicatrización de heridas. En este caso, la bioimpresora obtendría la información de la herida del paciente de un escáner (incluida la profundidad y los tipos de células necesarios) para ayudar a crear una nueva piel que luego podría usarse en el paciente.
En la Universidad Estatal de Pensilvania, los investigadores están trabajando en bioimpresión en 3D que puede crear cartílago para ayudar a reparar el tejido de las rodillas y otras áreas comúnmente desgastadas por el desgaste en el cuerpo, así como la piel y otros tejidos del sistema nervioso esenciales para la salud de los órganos. .
Vasos sanguíneos de bioimpresión
La capacidad de recrear vasos sanguíneos utilizando una bioimpresora es útil no solo en la posibilidad de poder trasplantarlos directamente a un paciente, sino también para las pruebas de drogas y la medicina personalizada. Los investigadores del Brigham and Women’s Hospital han logrado avances en esta área de la medicina al imprimir fibras de agarosa que sirven como vasos sanguíneos. Los investigadores encontraron que estos vasos sanguíneos bioimpresos son lo suficientemente fuertes como para moverse y formar redes más grandes, en lugar de disolverse alrededor de una estructura existente.
Una palabra de Verywell
La investigación que se deriva de la bioimpresión es fascinante, y aunque ha habido un gran avance en el conocimiento y las ganancias obtenidas de la capacidad de bioimprimir huesos, piel, vasos sanguíneos, cartílagos e incluso órganos, todavía hay mucho más progreso por hacer antes que muchos de estas prácticas se adaptan a la medicina.
Sin embargo, algunos pueden estar listos antes que otros. En el caso de la bioimpresión y la piel, los investigadores esperan tener la ciencia lista dentro de cinco años para los soldados que sufren quemaduras extensas en combate. Otras áreas de la bioimpresión, como la recreación de órganos para que los utilicen los humanos, aún tienen un camino por recorrer en desarrollo.
Cuando se trata de imitar los procesos del cuerpo y observar la interacción de ciertos medicamentos dentro del sistema más grande del cuerpo, la bioimpresión ha abierto puertas en la recolección de datos, así como formas no invasivas de ver cómo el cuerpo humano interactúa con ciertas sustancias, lo que podría conducir a Medicina más personalizada para el paciente y menos efectos secundarios.