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Impresoras tridimensionales para construir piel

Impresora 3D 001

Las impresoras de tres dimensiones o impresoras 3D constituyen uno de los adelantos tecnológicos de la última década.  Estos dispositivos permiten construir piezas volumétricas a partir de un diseño computacional. Han sido muy útiles en la fabricación de estructuras para la arquitectura, el diseño industrial y la medicina, como por ejemplo en la construcción de prótesis.

Los materiales de impresión o “tintas” como son llamados, pueden ser, entre otros, polímeros, cemento o alimentos. Las impresoras 3D de tinta utilizan una tinta aglomerante para compactar el polvo constituyente. Las impresoras 3D láser usan un láser que transfiere energía al polvo haciendo que se polimerice y luego en contacto con un líquido las zonas polimerizadas se solidifican.

Lo último en impresoras 3D son las que generan piel, después de ser alimentadas con células, matriz celular y componentes vasculares como materiales de impresión.

Por años, los ingenieros de tejidos intentaron cultivar en el laboratorio tejidos humanos vascularizados, que fuesen autosuficientes para servir como sustitutos de tejido humano dañado. Inicialmente, algunos investigadores imprimieron tejido humano proveniente de cortes histológicos semi-finos de unas 100- 200 micras. Sin embargo cuando intentaban imprimir capas más gruesas de tejido, las células en el interior se morían, primero por ausencia de oxígeno y nutrientes, y segundo por estar incapacitadas para eliminar dióxido de carbono y otros desechos.

La solución llegó el año pasado con el desarrollo de un nuevo método de bioimpresión desarrollado por investigadores del Instituto Wyss de Ingeniería Biológica de la Universidad de Harvard y la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) de Harvard, quienes construyeron tejidos con una impresora 3D alimentada con queratinocitos, fibroblastos, células endoteliales, matriz extracelular  y diminutos  vasos sanguíneos.

El grupo de investigadores liderados por Jennifer Lewis,  para construir los vasos sanguíneos, desarrolló una “tinta” con una propiedad particular: se derretía a medida que se enfriaba, en lugar de hacerlo cuando se calentaba. Esto permitió imprimir primero una red interconectada de filamentos que fueron fundidos enfriando el material, para luego crear una red de tubos huecos o vasos al succionar el líquido. La metodología permitió imprimir constructos de piel 3D con una variedad de arquitecturas, algunas muy parecidas a la complejidad de los tejidos sólidos.

Además, cuando se inyectaron células endoteliales humanas en la red vascular, las células crecieron, aumentando el revestimiento de los vasos sanguíneos. El haber podido mantener las células vivas y en crecimiento dentro del constructo de piel representó un paso importante hacia la impresión de tejidos humanos.

La utilización de estos constructos de piel abre la posibilidad de comprender mejor los mecanismos asociados con estudios fundamentales de la cicatrización de heridas, la angiogénesis y los nichos de células madre. Además servirá para la evaluación de nuevas drogas dirigidas a tumores y otras enfermedades de la piel.

Bibliografía

3D bioprinting of vascularized, heterogeneous cell-laden tissue constructs. Kolesky DB, Truby RL, Gladman AS, Busbee TA, Homan KA, Lewis JA. Adv Mater 2014, 26:3124-3130.

Acerca de Felix J. Tapia

Profesor investigador de la Universidad Central de Venezuela (UCV) y Jefe del Laboratorio de Biología Molecular, Instituto de Biomedicina, UCV. Ha publicado más de 100 artículos en revistas científicas y capítulos en libros. Premio Fundación Empresas Polar “Lorenzo Mendoza Fleury” 2005. Miembro de varios comités editoriales de revistas. Activo en el ciberespacio con publicaciones en Blog Felix J. Tapia, Piel Latinoamericana, Mirador Salud, Código Venezuela, RunRunes y DermPathPro.

2 comentarios

  1. Antonio Rondón Lugo

    No es sorpresa , Pero Felix siempre nos alumbra el camino!
    En la reciente feria en USA, uno de los avances mas importantes fué lo de las impresoras 3 D, donde construyen todo lo qu se quiera; pero no sabia que en la piel habiamos llegado tan lejos. Felicitaciones!

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