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Proyectos de bioimpresión: órganos y tejidos impresos en 3D - 3Dnatives

Publicado em 07 abril 2020

La bioimpresión es un método que permite crear estructuras celulares a partir de bio-tintas cargadas con células madre. Capa por capa, el material biológico se deposita para diseñar la piel, un tejido o incluso un órgano. Además, los proyectos de bioimpresión son cada vez más numerosos y alentadores, por lo que muchos laboratorios se están embarcando en la producción de hígados, riñones e incluso corazones humanos. El objetivo es que puedan ser viables y ese es el desafío para nuestros investigadores. Este método permitirá hacer frente a la falta de donantes de órganos y comprender mejor ciertas enfermedades. Todavía hay avances por hacer, pero hemos reunido los principales proyectos de bioimpresión, ya sean órganos o partes del cuerpo impresos en 3D.

Un corazón bioimpreso en 3D

En abril del año pasado, un equipo de investigadores israelíes presentó un corazón bioimpreso , no más grande que una cereza. El órgano estaba formado por células, vasos sanguíneos, ventrículos y cámaras; toda una primicia para el sector. Los investigadores desarrollaron un hidrogel a partir del tejido graso del paciente, lo que reducía el riesgo de rechazo una vez implantado. El proceso de impresión duró solo de 3 a 4 horas y, aunque el corazón no es más grande que el de un conejo, es un comienzo bastante alentador. Los resultados obtenidos por BIOLIFE4D también fueron una revolución. La compañía estadounidense logró la bioimpresión de un corazón humano en miniatura dotado de ventrículos y cavidades.

El primer corazón bioimpreso en 3D no es más grande que una cereza.

La impresión en 3D de un riñón

En 2011, el profesor Anthony Atala, director del Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa, presentó por primera vez un riñón bioimpreso en 3D. En siete horas, su equipo pudo diseñar este órgano a partir de células madre. El riñón no podía vivir por mucho tiempo, pero el proyecto estaba lleno de promesas. Desde entonces, el trabajo de impresión ha continuado. En Harvard, por ejemplo, los investigadores han tenido éxito en la bioimpresión en 3D de un modelo de riñón proximal vascularizado para comprender mejor la estructura y el funcionamiento del órgano.

Anthony Atala presenta el riñón bioimpreso en 3D.

Córneas bioimpresas para prevenir la ceguera

La Organización Mundial de la Salud estima que 10 millones de personas en todo el mundo requieren cirugía para prevenir la ceguera corneal, y 4.9 millones ya sufren ceguera completa debido a la cicatrización corneal. En 2019, investigadores de la Universidad de Newcastle desarrollaron por primera vez una córnea artificial impresa en 3D que podría ser trasplantada para personas necesitadas. Después de estudiar y recopilar datos del ojo de un voluntario, pudieron diseñar un modelo 3D de la córnea. Uno de los aspectos más desafiantes fue usar los materiales correctos para mantener la forma cóncava de la córnea, así como encontrar una tinta lo suficientemente delgada como para adaptarse a la boquilla de una bioimpresora 3D. Usando solo una córnea humana sana, pudieron imprimir en 3D 50 artificiales; un avance revolucionario en oftalmología. Puedes encontrar más información AQUÍ .

Los investigadores han desarrollado con éxito una córnea artificial impresa en 3D.

Un ovario para combatir la esterilidad

En mayo de 2017, investigadores de la Universidad Northwestern estaban desarrollando una solución para mujeres con problemas de fertilidad. En aquel entonces, habían logrado implantar un ovario bioimpreso en un ratón estéril. Dos años después, en 2019, los investigadores hicieron un progreso muy prometedor. Pudieron mapear la ubicación de proteínas estructurales en un ovario de cerdo, lo que les permitió crear un bioenlace para imprimir en 3D ovarios funcionales para uso humano. Además, el equipo explicó que su metodología podría usarse para identificar otros tipos de proteínas que podrían facilitar la creación de bioenlaces para otros órganos. Puedes encontrar más información AQUÍ .

Los ovarios impresos en 3D se probaron en ratones.

Un mini hígado en 90 días

Investigadores de la Universidad de São Paulo, en Brasil, lograron crear versiones en miniatura de un hígado humano a raíz de células sanguíneas. El proceso llevó tan solo 90 días, desde la recolección de la sangre del paciente, hasta la producción del tejido. Estos organoides hepáticos desarrollados gracias a las tecnologías de bioimpresión en 3D, integran las funcionalidades del órgano en cuestión. Entre ellas, destacan la producción de proteínas vitales, el almacenamiento de vitaminas y la secreción de bilis. Para fabricar aditivamente el tejido hepático, el equipo utilizó la bioimpresora Inkredible, comercializada por el fabricante Cellink, uno de los más reconocidos de la industria.

El mini hígado fue bioimpreso en 90 días | Créditos: Agência FAPESP

Una oreja para restaurar la audición

Este proyecto de bioimpresión fue posible gracias a la colaboración de la Universidad Tecnológica de Queensland (QUT), para ayudar a la pequeña Maia Van Mulligan a recuperar la capacidad de audición. La fundación HearSay, también implicada en la recuperación de la pequeña, afirma que la oreja impresa en 3D es totalmente funcional y permitirá a Maia recuperar la audición. El implante del oído se ha podido crear anatómicamente utilizando las células del cartílago del paciente. Además este avance en la medicina a medida permite reducir los costes y estar así al alcance de los pacientes que lo necesiten. Puedes encontrar más información del proyecto AQUÍ .

La impresión 3D permite la creación de dispositivos personalizados.

Un páncreas para combatir la diabetes

Un equipo de científicos de la «Fundación para la Investigación y el Desarrollo de la Ciencia» se ha fijado el objetivo de desarrollar un páncreas funcional impreso en 3D para este año 2020. Esto debería ayudar a los pacientes diabéticos para dejar de inyectarse insulina y reducir el riesgo de complicaciones secundarias. Para ello se realiza una biopsia del paciente y una extracción de células madre, para proceder a la impresión. Las células se convierten en células capaces de producir insulina y glucagón. Estos se utilizan como bio-tinta para imprimir un páncreas de ellos. Puedes encontrar más información AQUÍ .

La bioimpresión 3D del páncreas ayudaría a combatir la diabetes.

Piel bioimpresa para heridas y quemaduras graves

La empresa francesa Poietis es reconocida por sus proyectos de bioimpresión en 3D, en particular por su investigación sobre la piel. Recientemente comenzó un ensayo clínico de implantación de piel bioimpresa en 3D , en colaboración con la Asistencia Pública – Hôpitaux de Marseille (AP-HM). Poietis diseña y comercializa bioimpresoras 3D, su gama de bioimpresión de nueva generación está destinada a la ingeniería de tejidos y la investigación clínica. Su piel impresa en 3D podría ser utilizada por cualquier persona que haya sufrido quemaduras graves, cáncer u otros accidentes que provoquen pérdida de la piel. El objetivo del fabricante francés es poder desarrollar una piel que pueda implantarse directamente en el paciente, diseñada a partir de sus propias células.

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