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La biotecnología avanza gracias a la impresión 3D

La innovación en el campo de la biotecnología se está desarrollando a pasos de gigante. Nieves Cubo explica los avances que se están produciendo en el campo de la regeneración de tejidos y comparte su investigación en el campo de la impresión de tejidos humanos y Medicina Regenerativa.

Nieves Cubo Mateo es ingeniera e investigadora. Se le considera pionera en el campo de la impresión tisular 3D. Desarrolló una impresora de bajo coste para la generación de tejidos humanos que pueden implantarse posteriormente, como apoyo a la medicina regenerativa. Además, fue la primera persona en hacer piel humana funcional con una máquina de impresión 3D a partir de células y materiales humanos. Con todo esto, ahora nos habla de cómo la impresión 3D supone un salto en el tiempo en el desarrollo de la biotecnología.

Biotecnología

El amplio concepto de biotecnología abarca una amplia gama de procedimientos para modificar organismos vivos de acuerdo con los propósitos humanos. Vuelve a la domesticación de animales, cultivo de plantas y “mejoras” a estos mediante programas de reproducción que emplean selección e hibridación artificiales. El uso moderno también incluye la ingeniería genética, así como las tecnologías de cultivo de células y tejidos. La Sociedad Química Estadounidense define la biotecnología como la aplicación de organismos, sistemas o procesos biológicos por parte de diversas industrias para aprender sobre la ciencia de la vida y mejorar el valor de materiales y organismos como productos farmacéuticos, cultivos y ganado.

Según la Federación Europea de Biotecnología, la biotecnología es la integración de las ciencias naturales y los organismos, las células, sus partes y los análogos moleculares de productos y servicios. La biotecnología se basa en las ciencias biológicas básicas (por ejemplo, biología molecular, bioquímica, biología celular, embriología, genética, microbiología) y, a la inversa, proporciona métodos para respaldar y realizar investigación básica en biología.

Impresión 3D aplicada a la medicina

Los usos quirúrgicos de las terapias centradas en la impresión 3D tienen una historia que comienza a mediados de la década de 1990. Entonces, empezó con el modelado anatómico para la planificación de la cirugía reconstructiva ósea. Los implantes adaptados al paciente fueron una extensión natural de este trabajo, lo que dio lugar a implantes verdaderamente personalizados que se ajustan a un individuo único. La planificación virtual de la cirugía y la orientación utilizando instrumentos personalizados impresos en 3D se han aplicado a muchas áreas de la cirugía. Incluimos aquí, el reemplazo total de articulaciones y la reconstrucción craneomaxilofacial con gran éxito.

Un ejemplo de esto es la férula traquial bioabsorbible para el tratamiento de recién nacidos con traqueobroncomalacia desarrollada en la Universidad de Michigan. El uso de la fabricación aditiva para la producción serializada de implantes ortopédicos (metales) también está aumentando. El motivo es la capacidad de crear de manera eficiente estructuras de superficie porosa que facilitan la osteointegración. Se espera que las industrias de audífonos y odontología sean el área más grande de desarrollo futuro utilizando la tecnología de impresión 3D personalizada. 

Ejemplos en los últimos 10 años

En marzo de 2014, los cirujanos de Swansea utilizaron piezas impresas en 3D para reconstruir el rostro de un motociclista que había resultado gravemente herido en un accidente de tráfico. En mayo de 2018, se utilizó la impresión 3D para el trasplante de riñón para salvar a un niño de tres años. A partir de 2012, las empresas de biotecnología y el mundo académico han estudiado la tecnología de bioimpresión 3D. Encontraron un posible uso en aplicaciones de ingeniería de tejidos. Hablamos de los órganos y partes del cuerpo que se construyen utilizando técnicas de impresión por inyección de tinta.

Nieves Cubo nos explica que en este proceso, las capas de células vivas se depositan en un medio de gel o una matriz de azúcar. Allí se acumulan lentamente para formar estructuras tridimensionales, incluidos los sistemas vasculares. Recientemente, se ha creado un corazón en chip que coincide con las propiedades de las células.

ACERCA DEL AUTOR

Nieves Cubo
Ingeniera Electrónica Industrial y Automática por la UC3M e investigadora. Desde el área de Ingeniería Tisular del Departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial investiga en el campo de la impresión de tejidos humanos y Medicina Regenerativa.