La impresión 3D de órganos artificiales es una técnica de la medicina regenerativa con un gran potencial para solucionar la escasez de órganos para trasplantes. Recientemente, científicos del Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología (KIST) han desarrollado un nuevo bio-ink biocompatible y biodegradable que utiliza la temperatura para endurecer y unir la estructura impresa. Esta técnica permite una mayor biocompatibilidad con los tejidos que los bio-inks existentes.
Desarrollo de la nueva tinta
El método tradicional de fotocurado utiliza luz ultravioleta para endurecer el sustrato, pero puede dañar el ADN de las células y provocar citotoxicidad. Por otro lado, el método de entrecruzamiento químico emplea un reactivo químico para lograr la impresión, lo que también puede causar daño celular.
En cambio, el nuevo método de temperatura se basa en un «hidrogel sensible a la temperatura basado en poli (organo-fosfazeno).» Esta sustancia es comúnmente líquida y funciona a bajas temperaturas, lo que facilita la impresión 3D para lograr la estabilidad física de las estructuras a la temperatura corporal, eliminando la necesidad de fotocurado o entrecruzamiento químico.
Este nuevo método permite que la tinta se endurezca en relación con la temperatura corporal, lo que lo hace mucho más biocompatible para aplicaciones de regeneración de tejidos.
Potencialidades de la técnica
Los investigadores también demostraron que la nueva sustancia puede combinarse con factores de crecimiento para estimular el crecimiento celular. Para probar esta aplicación, crearon un andamio 3D a partir de la tinta y proteínas de crecimiento, que implantaron en el cráneo dañado de una rata. Los resultados mostraron una regeneración ósea normal.
El Dr. Song Soo-Chang, del KIST, afirmó en un comunicado de prensa: «Dado que la tinta desarrollada en esta ocasión tiene diferentes propiedades físicas, se están realizando investigaciones de seguimiento para aplicarlo a la regeneración de otros tejidos además del tejido óseo, y esperamos poder comercializarla adaptada a cada tejido y órgano».
La impresión 3D de estructuras vivas es un proceso complejo que utiliza una aproximación de capa por capa. Las impresoras de tejido orgánico usan agujas superfinas y tintas hechas de células vivas saludables para lograr una impresión precisa. Para imprimir un hígado completo, por ejemplo, se requiere una gran cantidad de células saludables (hasta miles de millones).
Estas tintas se combinan con componentes bioquímicos para imitar el tejido vivo y promover el crecimiento celular. Un componente esencial de las tintas biológicas son los hidrogeles, que son moléculas ricas en agua que actúan como pegamento.
En el futuro cercano, los modelos de bioprint podrían mejorar la investigación médica, la educación y la formación. Sin necesidad de utilizar modelos de pruebas con animales, se podrían utilizar modelos de tejido en miniatura para probar la eficacia de los medicamentos. El objetivo final es contribuir a resolver la crisis de escasez de órganos en todo el mundo.
El desarrollo de este nuevo bio-ink biocompatible es un gran avance en el campo de la impresión 3D de órganos artificiales. Al no dañar las células, ofrece una alternativa más segura y efectiva para la regeneración de tejidos. Por otro lado, la capacidad de combinar el bio-ink con factores de crecimiento abre la posibilidad de crear órganos personalizados para cada paciente.
Más información en eng.kist.re.kr y onlinelibrary.wiley.com
Imagen meramente ilustrativa creada con IA