La "fabricación aditiva", o impresión 3D, promete permitir a los médicos producir órganos personalizados para pacientes utilizando sus propias células, lo que ayudaría a reducir una escasez crítica de órganos humanos que necesitan trasplantes.
Sin embargo, esta tecnología todavía tiene importantes limitaciones. Para crear estos órganos, los bioingenieros imprimen estructuras que simulan la estructura del órgano en 3D y luego las llenan de células. Hasta ahora, para la impresión 3D sólo se han utilizado materiales relativamente duros. Pero algunos órganos del cuerpo, como el cerebro y los pulmones, tienen estructuras extremadamente blandas. [2065 438+07 Lo más extraño de la impresión 3D]
“En el pasado, los tipos de estructuras biológicas impresas eran huesos u órganos más duros, como hígados y riñones”, afirma Zheng Chutan, investigador del El Departamento de Ingeniería Mecánica del Imperial College de Londres dijo que era el autor principal de un artículo publicado recientemente que describe la nueva tecnología de impresión 3D.
"Utilizamos un material muy blando, un hidrogel compuesto, para imprimir tejido blando similar al cerebro y los pulmones", dijo Tan a WordsSideKick.com.
Pero el problema con la impresión 3D de materiales muy blandos es que la capa inferior a menudo colapsa con capas adicionales durante el proceso de impresión 3D, dijo Tan. De hecho, el proceso de impresión 3D crea un objeto capa por capa, lo que significa que las capas inferiores deben poder soportar el peso creciente de la estructura.
Para resolver este problema, los investigadores enfrían las cosas; literalmente, utilizamos un proceso de impresión criogénica, lo que significa que la capa frontal está congelada", dijo Tan. Ella dijo: "La congelación hace que esta capa sea muy fuerte y estable para que la siguiente capa se pueda imprimir encima y el objeto 3D no colapse por su propio peso. "
Después de imprimir, los ingenieros pueden descongelar lentamente el objeto y mantener su forma.
Para el andamio impreso en 3D, los investigadores utilizaron un nuevo hidrogel compuesto hecho de dos compuestos de agua. -polímero sintético soluble llamado alcohol polivinílico y una sustancia similar a un gel llamada Phytagel. Luego envolvieron la estructura resultante con colágeno y la combinaron con células humanas. Para fines experimentales, los investigadores utilizaron células de la piel en lugar de células cerebrales en un andamio que simulaba la estructura. cerebro humano.
Hasta ahora, los investigadores sólo han podido crear pequeñas muestras de tejido similar al cerebro, en lugar de cerebros completos. Eso aún es limitado, dijo Antonio Elia Ford, investigador asociado del Departamento de Bioingeniería. y autor principal del estudio. Una tarea muy desafiante. "También en Londres, Imperial College London,
"Cuando te encuentras en una estructura compleja, cuanto menores sean tus requisitos para las propiedades del material, mayor será el riesgo de que la geometría colapse sobre sí misma", dijo Forte a Live Science.
Forte dijo que los investigadores están utilizando técnicas criogénicas para enfriar el material a través de placas de impresión 3D, lo que significa que las capas adicionales que se retiren de la placa se derretirán y todo el objeto se enfriará criogénicamente. El efecto desaparecerá.
En el futuro, dijo Forte, los investigadores podrían desarrollar aún más la tecnología utilizando una cámara que pueda mantener todo el objeto frío.
En reposo, la nueva tecnología es un paso adelante. “Ahora por fin podemos imprimir materiales muy blandos y no es ac. "Lo he visto antes", dijo Ford. Los investigadores pretenden mejorar la tecnología para que pueda imprimir objetos más grandes.
Forte añadió que los bioingenieros podrían tardar décadas en utilizar la tecnología de impresión 3D para crear órganos humanos complejos con funciones integradas, como el cerebro o los pulmones. Aún así, la tecnología actual puede ayudar a los investigadores a estudiar cómo se comporta el tejido cerebral o pulmonar en diversas condiciones, por ejemplo, en caso de un impacto, como una lesión cerebral traumática.
Este artículo fue publicado en la revista "Scientific Reports" en noviembre de 2017.
Publicado originalmente en la revista Life Sciences.