Bioimpresión personalizada de órganos y tejidos dentro del cuerpo: un hito en la medicina regenerativa
Por Cait Cullen
En un estudio reciente publicado en Biofabrication, los investigadores discuten un nuevo dispositivo manual que desarrollaron para imprimir estructuras biocompatibles in situ. El aparato tiene el potencial de revolucionar cómo es que las doctoras tratan tejidos y órganos dañados. Entérese de más en nuestro comunicado de prensa.
Un nuevo dispositivo manual es capaz de imprimir estructuras biocompatibles in situ, lo cual podría revolucionar el tratamiento de tejidos y órganos dañados.
La bioimpresión in situ, que consiste en la impresión 3D de tejidos y estructuras biocompatibles directamente dentro del cuerpo, se ha desarrollado de manera consistente durante los últimos años. En un estudio reciente, un equipo de investigadores desarrolló una bioimpresora manual que resolvió problemas clave que habían sido detectados en diseños anteriores; en particular, la capacidad de imprimir múltiples materiales y controlar las propiedades fisicoquímicas de los tejidos impresos. Este dispositivo abre las puertas a una gran variedad de aplicaciones dentro de áreas como la medicina regenerativa, la experimentación para el desarrollo de medicamentos, así como la fabricación de prótesis y órtesis personalizadas.
El surgimiento de la medicina regenerativa ha mejorado significativamente las vidas de los pacientes a nivel mundial, ya que permite reemplazar, reparar o regenerar los tejidos y órganos dañados. Es una solución prometedora para impedimentos como la falta de donadores de órganos o los riesgos asociados con los trasplantes. Uno de los avances principales en la medicina regenerativa es la bioimpresión local (o ‘in situ’), que es una extensión de la tecnología de impresión 3D. En el caso de la bioimpresión, los tejidos y órganos son sintetizados directamente dentro del cuerpo humano, lo cual tiene un gran potencial para facilitar la reparación y regeneración de tejidos y órganos defectuosos.
Si bien esta área ha visto avances importantes, las tecnologías de bioimpresión in situ que se utilizan actualmente aún tienen limitaciones. Por ejemplo, ciertos dispositivos solo son compatibles con tipos de biotinta específicos, mientras que otros solo pueden generar áreas de tejido pequeñas a la vez. Además, los diseños son por lo general complejos, lo que los hace más caros y restringe sus aplicaciones.
En un estudio vanguardista publicado en Biofabrication, un equipo de investigación, que incluye al Sr. Erik Pagan y al profesor asociado Mohsen Akbari de la Universidad de Victoria en Canadá, desarrolló una bioimpresora manual in situ con un diseño modular conveniente que permite imprimir estructuras biocompatibles complejas. “Hace dos décadas, mi madre fue diagnosticada con cáncer de mama, lo que eventualmente devino en la extirpación de su seno. Esto afectó su bienestar considerablemente. Me hizo darme cuenta de que una tecnología como la bioimpresión con dispositivos manuales, no solo podría ayudar a desarrollar implantes personalizados para la reconstrucción de senos que son iguales a la forma y tamaño del tejido de la paciente, sino que también podría utilizarse para crear modelos de tumores para estudiar la biología del cáncer de mama. Dichas aplicaciones podrían mejorar de manera significativa los resultados de los tratamientos para los pacientes afectados”, comenta el profesor Akbari al discutir la motivación detrás de sus estudios.
Una característica clave del dispositivo manual, es la presencia de varios cartuchos de biotinta, cada uno controlado por un sistema neumático. Esto hace que el operador del dispositivo tenga bastante control sobre la mezcla para imprimir, facilitando así la síntesis de las estructuras con las propiedades necesarias. Además, el dispositivo tiene un módulo de enfriamiento y otro para fotocuración basado en LED, lo que proporciona control adicional.
Esta versátil bioimpresora in situ tiene muchas aplicaciones. El profesor Akbari elabora: “la bioimpresión In situ permite reparar defectos grandes ocasionados por daño físico, cirugía o cáncer que requieren tejidos a gran escala. A largo plazo, esta tecnología puede eliminar la necesidad de donadores de órganos, mientras que también reduce los riesgos asociados con los trasplantes. Esto permite que los pacientes tengan una vida más larga y saludable.”
Otra aplicación notable de este dispositivo es la producción de sistemas para la administración de medicamentos. El operador puede construir andamios o estructuras que liberan una cantidad precisa de medicamentos y células en ubicaciones específicas dentro del cuerpo. Esto podría hacer que los medicamentos sean más eficientes, minimizar los efectos secundarios asociados y hacerlos más seguros. La tecnología mencionada en este artículo también podría acelerar el descubrimiento de nuevos medicamentos, ya que permite que las científicas desarrollen modelos para la prueba de medicamentos que son más precisos.
Además, tiene el potencial de desarrollar implantes prostéticos y ortopédicos personalizados. Como la bioimpresora es portátil, podría ayudar a que los doctores encuentren tejidos que se ajustan con más precisión a la anatomía del paciente, mejorando así la funcionalidad y estética de la estructura bioimpresa.
Los hallazgos de este estudio pueden beneficiar significativamente a las investigadoras y doctoras dedicadas a mejorar la medicina regenerativa, además de facilitar la colaboración en la investigación, lo cual podría acelerar aún más el desarrollo de esta tecnología. Con esto en mente, el profesor Akbari y su equipo publicaron este estudio a través de un acuerdo de transformación entre IOP Publishing y la Red para el Conocimiento para la Investigación de Canadá. Este acuerdo permite que los autores publiquen su trabajo en más de setenta journals de IOP Publishing sin costo para ellos. Cualquier persona puede tener acceso inmediatamente a estos artículos gratuitos. “Al publicar bajo un acuerdo de transformación, estamos promoviendo un modelo de publicación académico que es sustentable, equitativo, y que beneficia a toda la comunidad de investigadoras. Esto ataca los problemas que han estado presentes durante mucho tiempo en cuanto al acceso y costo de la publicación académica, mientras que también promueve el crecimiento del conocimiento científico”, comenta el profesor Akbari. Le deseamos a él y a su equipo lo mejor y estamos seguros de que sus esfuerzos rendirán frutos.
