La bioimpresión (también conocida como bioimpresión 3D) es una combinación de impresión 3D con biomateriales para replicar partes que imitan tejidos, huesos y vasos sanguíneos naturales del cuerpo. Se utiliza principalmente en relación con la investigación de fármacos y, más recientemente, como andamios celulares para ayudar a reparar ligamentos y articulaciones dañados. La bioimpresión se ha utilizado en medicina desde alrededor de 2007 y se ha empleado para ayudar a estudiar o recrear casi todos los tejidos, cartílagos y órganos del cuerpo.

Cómo funciona la bioimpresión

Una impresora 3D puede proporcionar profundidad a lo que sea que esté imprimiendo, y una bioimpresora lo hace mediante la distribución de biomateriales como células vivas, pegamento sintético y andamios de colágeno en capas para crear un objeto. Este proceso se denomina fabricación aditiva: los materiales que se introducen en la impresora se solidifican a medida que salen para crear un objeto 3D.

Pero no es tan simple como colocar materiales en una impresora 3D y presionar un botón. Para llegar a la etapa de fabricación aditiva, la impresora debe recibir un plano, una imagen generada por computadora de lo que está tratando de crear. Luego, los materiales que desea utilizar para el objeto se introducen en la impresora. La impresora lee el archivo digital que le diste mientras imprime los materiales que le diste en capas para recrear el objeto deseado. Cada capa se enfriará y se pegará entre sí (gracias al colágeno, el pegamento o, en algunos casos, solo a las propias células), creando una pieza sólida y estable.

Para que las células vivas (comúnmente denominadas biotinta) se introduzcan en una bioimpresora, hay varias rutas que pueden tomar los investigadores. En primer lugar, se pueden tomar directamente del paciente para el que se están bioimprimiendo. O, si se utilizan con fines de investigación o en casos en los que no se pueden utilizar las propias células del paciente, se pueden utilizar células madre adultas, ya que se pueden manipular para obtener el tipo de células necesarias para la bioimpresión a fin de recrear tejido.

El modelo que utiliza una bioimpresora suele ser un escaneo del paciente. Esto permite que la bioimpresora recree tejido refiriéndose al escaneo y usando capas delgadas y precisas para construir o imprimir el tejido.

Bioimpresión en un chip

La capacidad de hacer crecer tejido en un chip ayuda a los investigadores a examinar nuevas técnicas en medicina regenerativa, así como en pruebas de drogas. Mediante el uso de una bioimpresora 3D, los investigadores también pueden analizar diferentes métodos para crear chips. Un logro fue la creación de un corazón en un chip, con sensores para fines de investigación y recopilación de datos. Esto puede haber requerido previamente pruebas con animales u otras medidas.

Bioimpresión e injertos óseos

Cuando se trata de practicar la medicina, todavía hay mucho que aprender y probar en la creación de órganos bioimpresos que se escalan al tamaño humano. Pero se están dando pasos importantes, como en el área de injertos óseos para solucionar problemas con los huesos y las articulaciones que los rodean.

El progreso más notable proviene de investigadores con Universidad de Swansea en Gales. Las bioimpresoras del equipo pueden crear materiales óseos artificiales en formas específicas necesarias utilizando un material regenerativo y duradero. Investigadores en AMBER Science Foundation Irlanda y Trinity College en Dublín, Irlanda han creado un proceso para respaldar la bioimpresión 3D de material óseo para ayudar con los defectos causados ​​por resecciones de tumores, traumatismos e infecciones, así como deformidades óseas genéticas.

El Universidad de Nottingham en Inglaterra también ha logrado avances en esta área de la medicina, bioimprimiendo una copia del hueso que están reemplazando y recubriéndolo con células madre. El andamio se coloca dentro del cuerpo. Con el tiempo, con la ayuda de las células madre, se reemplaza completamente por un hueso nuevo.

Bioimpresión y Regeneración de Piel y Tejidos

La piel es un área exitosa de la medicina para la bioimpresión debido a la capacidad de la máquina para formar capas a medida que imprime. Dado que la piel es un órgano de varias capas, compuesto por diferentes células dentro de cada capa, los investigadores tienen la esperanza de que, con el tiempo, la bioimpresión pueda ayudar a reproducir las capas de la piel, como la dermis y la epidermis.

Investigadores del Escuela de Medicina de Wake Forest en Carolina del Norte están analizando de cerca esto cuando se trata de víctimas de quemaduras que no tienen suficiente piel intacta para extraer para ayudar con el cuidado y la cicatrización de heridas. En este caso, la bioimpresora obtendría la información de la herida de ese paciente de un escáner (incluida la profundidad y los tipos de células necesarios) para ayudar a crear nueva piel que luego podría usarse en el paciente.

En la Universidad Estatal de Pensilvanialos investigadores están trabajando en la bioimpresión 3D que puede crear cartílago para ayudar a reparar el tejido de las rodillas y otras áreas comúnmente desgastadas por el desgaste del cuerpo, así como la piel y otros tejidos del sistema nervioso esenciales para la salud de los órganos.

Bioimpresión de vasos sanguíneos

La capacidad de recrear vasos sanguíneos usando una bioimpresora es útil no solo en la posibilidad de trasplantarlos directamente a un paciente, sino también para pruebas de drogas y medicina personalizada. Los investigadores del Brigham and Women’s Hospital lograron avances en esta área de la medicina al imprimir fibras de agarosa que sirven como vasos sanguíneos. Los investigadores encontraron que estos vasos sanguíneos bioimpresos son lo suficientemente fuertes como para moverse y formar redes más grandes, en lugar de disolverse alrededor de una estructura existente.

Una palabra de MEDSALUD

La investigación que surge de la bioimpresión es fascinante y, si bien ha habido un gran avance en el conocimiento y los logros obtenidos a partir de la capacidad de bioimprimir huesos, piel, vasos sanguíneos, cartílagos e incluso órganos, aún queda mucho por hacer antes de que muchos de estas prácticas se adaptan a la medicina.

Sin embargo, algunos pueden estar listos antes que otros. En el caso de la bioimpresión y el investigador de la piel, esperan tener la ciencia lista dentro de cinco años para los soldados que sufren quemaduras extensas en combate. Otras áreas de la bioimpresión, como la recreación de órganos para uso humano, todavía tienen un camino por recorrer en el desarrollo.

Cuando se trata de imitar los procesos del cuerpo y observar la interacción de ciertos medicamentos dentro del sistema más grande del cuerpo, la bioimpresión ha abierto puertas en la recopilación de datos, así como formas no invasivas de ver cómo el cuerpo humano interactúa con ciertas sustancias, lo que podría conducir a medicina más personalizada para el paciente y menos efectos secundarios.

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