Un ‘curita’ para el corazón impreso en 3D podría ayudar a curar los tejidos cardiacos

Ya sea como consecuencia de un infarto, una enfermedad como la diabetes, el tabaquismo, las drogas o un accidente, los daños al corazón tardan en curarse por sí solos y, a menudo, requieren intervención quirúrgica para prolongar la vida. Pero, ¿y si fuera posible repararlo con tejidos artificiales? Un equipo de la Universidad de Colorado Boulder (CU Boulder), en colaboración con la Universidad de Pensilvania, ha desarrollado una nueva forma de imprimir en 3D un material que es a la vez elástico y resistente, lo que lo hace capaz de soportar los latidos del corazón. ¿Cuál es el resultado? Un ‘curita’ impreso en 3D para el corazón que podría cambiar la forma en que los médicos reemplazan o reparan las partes del cuerpo humano.

Una de las cuestiones clave en el desarrollo de materiales para el corazón es que necesitan ser fuertes y elásticos, sin dejar de ser personalizables en términos de forma y tamaño para cada paciente. Esto se debe a la naturaleza del órgano: el golpeteo constante significa que no es posible tener un plástico rígido adherido a él. El material debe ser capaz de cambiar con el corazón ya que la rigidez daría lugar a la fractura del plástico. Esto significa que los dispositivos biomédicos y los implantes fabricados tradicionalmente con moldeo por inyección o fundición simplemente no son prácticos. Además del hecho de que las lesiones cardiacas son mortales y no se pueden curar de forma natural, este material que podría usarse como un ‘curita’ impreso en 3D para el corazón realmente podría revolucionar la atención al paciente cardíaco.

Este material elástico puede utilizarse como un ‘curita’ impreso en 3D para el corazón

El autor principal Jason Burdick, profesor de ingeniería química y biológica en el Instituto BioFrontiers de CU Boulder, explica además: «Los tejidos cardíacos y de cartílago son similares en que tienen una capacidad muy limitada para repararse a sí mismos. Cuando están dañados, no hay vuelta atrás. Al desarrollar materiales nuevos y más resistentes para mejorar ese proceso de reparación, podemos tener un gran impacto en los pacientes».

Hacer un curita impreso en 3D para el corazón

Para crear este ‘curita’ para el corazón impreso en 3D, el investigador desarrolló su propio método de impresión en 3D. Nombrado CLEAR (o Continuous-curing después de la exposición a la luz ayudada por la iniciación redox), el proceso se inspiró en la forma en que los gusanos se enredan y desenredan entre sí para crear «worm blobs», o aglomerados de gusanos, con propiedades sólidas y líquidas. Esto mostró a los investigadores que al incorporar cadenas de moléculas entrelazadas de manera similar, se pueden hacer más resistentes.

Para ello, utilizaron hidrogeles, un material muy popular para tejidos artificiales, órganos e implantes, pero que tiende a romperse cuando se refuerza, a agrietarse bajo presión o a ser demasiado rígido cuando se imprime en 3D. Luego, los investigadores estiraron y cargaron con peso los materiales hechos con el nuevo método de impresión 3D, encontrando que son exponencialmente más resistentes que los materiales impresos con DLP. Además, el material todavía era capaz de adaptarse y adherirse a los tejidos y órganos animales, lo que significa que es posible tener materiales adhesivos impresos en 3D lo suficientemente fuertes como para soportar mecánicamente el tejido, una primicia mundial.

La idea es que estos materiales impresos en 3D se puedan utilizar para una variedad de aplicaciones. Por ejemplo, reparar defectos en el corazón, administrar medicamentos regeneradores de tejidos directamente a los órganos o cartílagos, sujetar discos abultados o incluso suturar a las personas en la sala de operaciones sin infligir daño a los tejidos. Además, aunque se requiere más investigación, podría incluso tener aplicaciones fuera de la medicina. Especialmente porque el nuevo método no requiere curado, lo que lo hace más respetuoso con el medio ambiente.

El primer autor e investigador del Burdick Lab, Abhishek Dhand, concluye: «Este es un método de procesamiento 3D simple que las personas podrían usar en última instancia en sus propios laboratorios académicos, así como en la industria, para mejorar las propiedades mecánicas de los materiales para una amplia variedad de aplicaciones. Resuelve un gran problema para la impresión 3D». Puedes encontrar más información en el comunicado de prensa de la Universidad de Colorado Boulder AQUÍ o en el artículo publicado AQUÍ.

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*Créditos de todas las fotos: Casey Cass/CU Boulder