Investigadores desarrollan impresión 3D que permite implantar tejidos vivos directamente en pacientes

Las impresoras 3D se utilizan cada vez más en medicina, por ejemplo se puede usar para producir partes del cuerpo, como articulaciones ortopédicas y prótesis, así como porciones de huesos, piel y vasos sanguíneos. Sin embargo, la mayoría de estos tejidos se crean con un dispositivo afuera del cuerpo y se implantan quirúrgicamente.

Un equipo de científicos ha desarrollado una tecnología para imprimir tejidos directamente en el cuerpo con lo que se proponen evitar complicaciones como el realizar grandes incisiones quirúrgicas, ya que representan un riesgo adicional de infección y un mayor tiempo de recuperación para el paciente. Y dado que hay un lapso de tiempo entre el momento en que se crea el tejido y el momento en que se implanta en el paciente, pueden ocurrir complicaciones adicionales.

El desarrollo consta de 2 componentes básicos necesarios para producir un tejido diseñado:

1. Una “bio-tinta” similar a un fluido que consiste en un material de estructura mezclado con células vivas.
2. Factores de crecimiento para ayudar a que las células crezcan y se desarrollen para regenerarse tejido.

Para desarrollar tejidos para la implantación directa en el cuerpo, se deben tener en cuenta:

• Que la construcción del tejido debería llevarse a cabo a temperatura corporal (37 ° C).
• El tejido debe unirse de manera efectiva al tejido de órganos vivos y blandos y a cualquier.
• Los pasos del procedimiento no deben ser perjudiciales para el paciente.

Uno de estos pasos que resulta dañino en los métodos actuales es la aplicación de luz UV que es necesaria para solidificar el tejido construido.

Una colaboración entre Ali Khademhosseini, Ph.D., Director y CEO del Instituto Terasaki, David J Hoelzle, Ph.D., del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Universidad Estatal de Ohio y Amir Sheikhi, Ph.D. del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad Estatal de Pensilvania, ha producido una bio-tinta especialmente formulada diseñada para imprimirse directamente en el cuerpo.

“Esta formulación de bio-tinta es imprimible en 3D a temperatura fisiológica, y puede ser reticulada de manera segura usando luz visible dentro del cuerpo“. dicho primer autor Ali Asghari Adib, Ph.D. Para construir el tejido, utilizaron la impresión 3D robótica, que utiliza maquinaria robótica fijada con una boquilla. La bio-tinta se puede dosificar a través de la boquilla, al igual que un tubo de hielo exprime el gel de escritura con una alta precisa programable.

El equipo también trabajó en métodos para unir piezas del tejido formado con esta bio-tinta en superficies blandas. En los experimentos que intentaron unir el tejido en trozos de tiras de pollo crudo y agarosa -un polisacárido-, el equipo empleó una técnica única de enclavamiento utilizando la impresora 3D robótica y su bio-tinta especialmente formulada. La punta de la boquilla se modificó para poder penetrar en las superficies blandas y llenar el espacio perforado con bio-tinta a medida que se retiraba. Lo que creó un “ancla” para la construcción del tejido. Cuando la punta de la boquilla alcanzó la superficie, dispensó una gota adicional de bio-tinta para “bloquear” el ancla. “El mecanismo de enclavamiento permite conexiones más fuertes de los andamios al sustrato de tejido blando dentro del cuerpo del paciente“, dijo Asghari Adib.

Dichas mejoras en la ingeniería de tejidos son fundamentales para proporcionar opciones laparoscópicas mínimamente invasivas y de menor riesgo para procedimientos como la reparación de defectos de tejidos u órganos, la ingeniería/implantación de parches para mejorar la función ovárica o la creación de mallas biofuncionales de reparación de hernias. Dichas opciones serían más seguras para el paciente, ahorrarían tiempo y serían más rentables. Las modificaciones adicionales en el diseño de ingeniería de tejidos y el ajuste de otras condiciones pueden aumentar el potencial de personalización, lo que abre el camino a posibilidades ilimitadas para mejorar la salud del paciente.

“El desarrollo de tejidos personalizados que puedan abordar diversas lesiones y dolencias es muy importante para el futuro de la medicina. El trabajo presentado aquí aborda un desafío importante en la fabricación de estos tejidos, ya que nos permite entregar las células y materiales correctos directamente al defecto en el quirófano“, afirma Khademhosseini,”Este trabajo se suma al trabajo con nuestra Plataforma de Tecnología de Implantes Personalizada en el Instituto Terasaki que tiene como objetivo desarrollar enfoques que aborden la variabilidad en los defectos de los tejidos en los pacientes“.