Sólo en Estados Unidos, hay más de 100.000 personas en listas de espera para trasplantes de órganos. Si los investigadores pudieran crear órganos y tejidos cultivados en laboratorio, esto salvaría a miles de personas cada año y aliviaría un importante problema de salud. Pero hacer crecer órganos no es tan fácil.
Parte del desafío es crear redes de vasos sanguíneos en órganos artificiales. Desde los capilares más pequeños hasta las arterias más grandes, los órganos tienen una sólida red de vasos sanguíneos y recrearla es uno de los desafíos clave. Es por eso que los investigadores buscan cada vez más técnicas más innovadoras, como la impresión de hielo en 3D.
La impresión 3D con hielo es un tipo de impresión 3D que utiliza un chorro de agua sobre una superficie muy fría. El agua se congela parcialmente mientras mantiene una capa líquida en la parte superior. Esto evita el efecto de capas que se observa comúnmente en otras técnicas de impresión 3D, lo que da como resultado estructuras más suaves y con formas más naturales. Feimo Yang, estudiante de posgrado en los laboratorios de Philip LeDuc y Burak Ozdoganlar en la Universidad Carnegie Mellon, presentó su investigación en la 68ª Reunión Anual de la Sociedad Biofísica y explicó cómo se puede utilizar para crear mejores vasos sanguíneos de los órganos.
Un proceso innovador
“Lo que diferencia nuestro método de otros tipos de impresión 3D es que en lugar de dejar que el agua se congele por completo mientras imprimimos, dejamos que mantenga una fase líquida encima. Este proceso continuo, que es lo que llamamos forma libre, nos ayuda a conseguir una estructura muy fluida. No tenemos el efecto de capas típico de muchas impresiones 3D”, explicó Yang.
El método de impresión 3D se utiliza para crear la red deseada de vasos sanguíneos. Los investigadores también utilizan agua pesada, que tiene un punto de congelación más alto debido a la sustitución de átomos de hidrógeno regulares por deuterio, un enfoque que permite la producción de diseños complejos con mayor precisión.
Después de crear la forma de hielo deseada, esta plantilla se incrusta en un material de soporte que se endurece alrededor del hielo. Luego, el hielo se derrite, dejando atrás los canales que imitan los vasos sanguíneos del cuerpo. Aunque todavía es incipiente, este enfoque podría revolucionar la ingeniería de tejidos, en particular para la creación de vasos sanguíneos dentro de órganos cultivados en laboratorio.
Además, la capacidad de probar los efectos de los fármacos en estos vasos impresos y de personalizar los tratamientos recubriéndolos con las propias células del paciente antes de la administración presagia una nueva era en la medicina de precisión y las intervenciones terapéuticas. Aunque todavía queda un largo camino por recorrer antes de que la técnica pueda usarse en un escenario práctico, los avances en la ingeniería de tejidos, particularmente a través del uso innovador de la tecnología de impresión de hielo 3D, ofrecen un rayo de esperanza para abordar esta crisis. Por muy ciencia ficción que parezca, el desafío de crear órganos humanos para trasplantes en un laboratorio puede no estar tan lejos y, con él, la oportunidad de salvar a muchos pacientes.
Fuente: ZME Science.
