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Bioprinting: imprimiendo tejidos humanos

12/02/2016 - Blog - Nieves Cubo
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Desde que llegaron las impresoras 3D a nuestro entorno hemos podido ver avances cada vez más asombrosos con estas tecnologías: desde la construcción de tus propios objetos a medida, hasta casas, comida, zapatillas flexibles, etc.  Ahora también podemos leer sobre la posibilidad de generar tejidos humanos. 


El “Bioprinting” (o “Impresión 3D de material biológico”) es una nueva tecnología que permite construir órganos a partir de células humanas. Como si de un Lego se tratara, los investigadores depositan célula a célula (o a veces un conjunto de ellas) con una impresora 3D, de manera precisa y ordenada, para formar un tejido. Cuando varios tejidos se unen, se puede formar un órgano; éste a su vez pertenecerá a uno de los sistemas del organismo... 


Además, al emplear células del propio paciente, se reducen los problemas asociados a los trasplantes en cuanto al rechazo y complicaciones inmunológicas.



Bio-impresora depositando capa a capa células que formarán un tejido.


El bioprinting funciona igual que las impresoras convencionales, pero en lugar de fundir y extruir un polímero a altas temperaturas, inyecta o bombea las células junto a algún material que no las daña y que sirve como matriz para albergarlas.


Capa a capa


La característica principal de las impresoras 3D, que es generar objetos capa a capa, nos permite introducir las células dentro de una matriz o andamio (“scaffold”) siguiendo un patrón tan complejo como se desee. Antes de que este sistema se aplicara, los investigadores generaban primero esta matriz y después introducían dentro las células, lo cual no siempre era fácil ni bueno para ellas. Con la impresora podemos generar un patrón muy exacto donde cada tipo de célula esté en una posición concreta. Incluso pueden replicarse al mismo tamaño y con las mismas características que otro real, gracias al avance paralelo de los métodos de imagen médica que permiten reconstrucciones en 3D.


Biodegradable… o no


Estos andamios pueden ser no degradables (se quedarán así siempre dentro del paciente) o biodegradables (se irán deshaciendo a la vez que las células generan el nuevo tejido). Gracias a estos últimos, podemos generar prótesis que serán reemplazadas por hueso real. Éste es uno de los retos de la medicina regenerativa; no se trata de sustituir ni de reemplazar por algo artificial, si no de ayudar al cuerpo para que él solo sea capaz de recuperarse. Normalmente el cuerpo es capaz de curarse por sí solo, para ello a veces es necesario aportar células y otro material biológico si la zona afectada está muy dañada.



Réplica en 3D del cerebro humano con todos sus pliegues y cavidades. Imagen Harvard


La vejiga, el primer órgano 3D


El primer órgano creado con esta tecnología (1999) fue una vejiga desarrollada por  un grupo de Investigación del Wake Forest; un año después el Dr. Antony Atala, director de esta investigación, se decidió  a realizar los primeros implantes en humanos, tal y como cuenta en su talk de TED. Sin embargo, el diseño todavía no estaba suficientemente maduro y los órganos bioimpresos fallaron.


Los organoides


Organovo, recientemente  conocido por su colaboración con  L'Oréal, es una de las empresas más avanzadas en el ámbito de la impresión 3D de tejidos. Comenzaron licenciando la patente del investigador Gabor Forgacs y su equipo. En esta empresa se trabaja con “organoides”, es decir, órganos de un tamaño muy pequeño, que son capaces de reproducir las funciones de sus semejantes de tamaño grande al unirse en grupos.


La tecnología del Bioprinting ha avanzado mucho en la última década y aunque ya empiecen a verse pequeños tejidos funcionales, todavía quedan algunos años para que podamos tenerlos disponibles en los hospitales. Esto se debe a que, como todos los medicamentos, estos tejidos deberán pasar diferentes validaciones médicas y ensayos clínicos a corto y largo plazo.


Con el tiempo, se imprimirán órganos más complejos y se ayudará a disminuir las listas de espera para los trasplantes, así como los problemas de rechazo.

 

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Sobre el autor

Investigadora, artesana y estudiante sempiterna. Graduada en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática, por la UC3M en el 2013. Continuó sus estudios en esta institución, especializándose en el Máster de Ciencia e Ingeniería de Materiales. Después permaneció allí, como investigadora ayudante en el área de Ingeniería Tejidos del Departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial, donde realizó su investigación sobre impresión de tejidos humanos dentro del marco de la Medicina Regenerativa y la Impresión 3D. Actualmente sigue trabajando en esta rama, mientras realiza su doctorado (PhD) en la Facultad de Farmacia de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) y en el el Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (ICTP-CSIC)

 

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