19 Jul

Los tejidos vivos impresos en 3D podrían deletrear el final de la artritis

La artritis descompone el cartílago entre las articulaciones, lo que produce dolor, rigidez e hinchazón.

Pero la tecnología de impresión 3D podría permitir la impresión de cartílago nuevo a pedido utilizando las propias células de los pacientes como componentes básicos, una técnica conocida como bioimpresión.

Las células madre ya pueden ser depositadas por impresoras 3D de acuerdo con un plan preciso, creando tejidos complejos capa por capa. Sin embargo, eso no significa que puedan transformarse instantáneamente en nuevos órganos o partes del cuerpo.

La impresión no es el último en la biofabricación, ya que imprimir algo en forma de corazón no lo convierte en corazón. La construcción impresa necesita tiempo y las claves químicas y biofísicas correctas para madurar en un tejido funcional.

Un desafío es mantener las condiciones adecuadas para el material de construcción celular.

La impresión 3D tradicional utiliza plástico, que son lo suficientemente flexibles como para ser empujados a través de una boquilla de impresora, pero también son lo suficientemente sólidos como para mantener su forma después.

Los científicos tienen que desarrollar nuevas soluciones. Una opción es usar un hidrogel, un tipo de material que consiste en redes de moléculas grandes conocidas como polímeros, hinchadas con agua.

Para la bioimpresión, el material debe ser capaz de mantener las células vivas. Esto exige condiciones acuosas y el procesamiento a una temperatura relativamente baja, lo que hace que los materiales basados en hidrogel sean candidatos ideales.

Reforzar el hidrogel lo hace más fuerte, al igual que las barras de acero se combinan con cemento blando para crear el hormigón armado que constituye la base de nuestros hogares.

Imprimir algo en forma de corazón no lo convierte en corazón.

La combinación del hidrogel con las fibras actúa en sinergia, aumentando la resistencia del compuesto más de 50 veces, al mismo tiempo que permite que las células generen matriz extracelular y maduren en un tejido similar al cartílago.

El objetivo final es finalmente imprimir en 3D una unión completa.

Además de actuar como un reemplazo para la pérdida de cartílago y hueso, la impresión de células de esta manera también puede ayudar al cuerpo a reparar los tejidos dañados.

Hay relativamente pocos ejemplos en la literatura que demuestren la capacidad de los tejidos bioimpresos para regenerar los tejidos dañados en modelos preclínicos apropiados.

La idea es que estas células madre recién impresas puedan ayudar a reparar el tejido dañado después de que se hayan implantado en el cuerpo.

Introducen gradientes de VEGF en los tejidos bioimpresos que dirigen los vasos sanguíneos del huésped hacia las regiones apropiadas de nuestros implantes.

Aunque los científicos se centran en el cartílago y los huesos, las demandas en las articulaciones pueden diferir dramáticamente dependiendo de dónde se encuentren en el cuerpo.

Para probar los tejidos impresos, utiliza máquinas especialidad de prueba mecánicas para determinar su rigidez y elasticidad, así como modelos computacionales para comprender mejor cómo la estructura y la composición de los implantes pueden ajustarse para funcionar en entornos específicos.

La bioimpresión tendrá 2 aplicaciones principales. En primer lugar, como fuente de nuevos tejidos y órganos en medicina regenerativa. En segundo lugar, como una herramienta para comprender mejor las enfermedades humanas y para poner a prueba la seguridad y la eficacia de los nuevos medicamentos dirigidos a tales enfermedades.

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