Una nueva técnica de bioimpresión 3D para crear tejidos humanos vascularizados
Un equipo de investigación de la Escuela Jacobs, en la Universidad de California en San Diego están desarrollando un nuevo método de bioimpresión 3D basado en el procesamiento de luz digital (DLP). El proyecto tiene como finalidad la creación de tejidos de ingeniería 3D vascularizados, que son muy similares a los humanos que se crean en laboratorio, pero hechos de células vivas, estructuras de biomateriales y siendo funcionales. El estudio experimental fue publicado en Science Advances y allí se explica en detalle cómo los investigadores abordaron con éxito uno de los tipos más prometedores de impresión 3D con materiales biocompatibles.
La impresión 3D DLP es una de las tecnologías más utilizadas en el sector médico. De hecho, la implementación de este método de fabricación tiene un gran potencial para aplicaciones biomédicas. Entre algunas de estas aplicaciones podemos encontrar el desarrollo de medicamentos, trasplantes de órganos, o la medicina regenerativa y personalizada, entre otras muchas. Desde hace tiempo, esta rama del sector salud había estado limitada por aspectos prácticos y técnicos de la fabricación aditiva. Entre estas dificultades podemos encontrar, por ejemplo, la impresión de tejidos con altas densidades celulares y estructuras finamente resueltas. Sin embargo, el equipo de la Escuela Jacobs ha optado por un enfoque diferente.
Al reducir la densidad de la biotinta, se evita la dispersión de la luz. (Créditos: UC San Diego / David Baillot)
Creación de los tejidos humanos vascularizados
El equipo de nanoingenieros consiguió llevar a cabo un sistema de bioimpresión 3D de tejidos humanos vascularizados. La tecnología patentada se basa en la superposición de capas de forma aditiva utilizando células y biopolímeros para crear las estructuras y tejidos biológicos. Generalmente, cuando la densidad de la biotinta es mayor, más se dispersa la luz, lo que dificulta la resolución de la impresión. Para ello, los investigadores obtuvieron un polímero biocompatible que se pudiera usar en la impresión 3D DLP de alta resolución. De esta forma, redujeron por diez el efecto de dispersión de la luz, pudiendo imprimir con altas densidades celulares y alta resolución, gracias al agente de contraste ‘iodixanol’ (un nuevo ingrediente de la biotinta).
A continuación, tiene lugar un proceso complejo que se repite hasta conseguir una serie de capas que conformen el modelo. En ellas se debe ajustar el índice de refracción de la biotinta para minimizar el efecto de dispersión y mejorar significativamente el proceso de fabricación. Han logrado un tamaño de característica de 50 µm en una biotinta de metacrilato de gelatina (GelMA) de índice de refracción coincidente con una densidad celular de hasta 0,1 mil millones/mL. El profesor Shaochen Chen, encargado de dirigir el proyecto, explica: “Después de la impresión, cultivamos la construcción para permitir que las células maduren o se reorganicen en un tejido funcional. La célula es como una semilla y cada tipo de célula tiene una densidad específica en la que son más potentes para brotar”.
La investigación podría añadir velocidad e integridad al desarrollo de fármacos, mitigar los desafíos asociados a la escasez de donantes de órganos y el rechazo inmunitario. En un futuro no muy lejano, esta tecnología podría permitir el desarrollo de modelos de tejido in vitro de alta densidad celular. Mientras tanto, puedes ver el estudio completo publicado en Science Advances, aquí.
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*Créditos foto de portada: UC San Diego / David Baillot
