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Investigadores imprimen en 3D el funcionamiento del latido de un corazón humano

Publicado el julio 27, 2020 por Alicia M.

En la Universidad de Minnesota, los investigadores han impreso en 3D una bomba cardíaca humana que funciona a escala de centímetros. Los científicos creen que este descubrimiento podría tener algunas implicaciones importantes para el estudio de la enfermedad cardíaca, una de las principales causas de muerte en los Estados Unidos, que mata a unas 600,000 personas por año. Las técnicas de bioimpresión se han desarrollado enormemente en los últimos años, y los equipos de investigación de todo el mundo están estudiando cómo tales técnicas podrían usarse para curar afecciones cardíacas. El objetivo final es reproducir un corazón humano que pueda ser trasplantado a pacientes. Aunque los expertos estiman que tendremos que esperar entre 10 y 15 años para que esto sea posible, los avances como este en la Universidad de Minnesota indican que existen otras soluciones más allá de los órganos de bioimpresión.

Más precisamente, los investigadores habían intentado en el pasado imprimir en 3D células del músculo cardíaco derivadas de células madre humanas pluripotentes, en otras palabras, células con el potencial de convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo. Los investigadores intentaron reprogramar estas células en las del músculo cardíaco y luego usar impresoras 3D especializadas para bioimprimirlas. El problema era que los científicos nunca podrían alcanzar la densidad celular crítica para que las células del músculo cardíaco realmente funcionen.

Varios investigadores imprimieron con éxito en 3D un corazón usando células humanas en abril de 2019. Los investigadores estiman que tomará entre 10 y 15 años adicionales antes de que esta solución sea viable.

Por lo tanto, los investigadores de la Universidad de Minnesota dieron la vuelta al proceso. Brenda Ogle, investigadora principal del estudio explica: “Con la experiencia de nuestro equipo en investigación de células madre e impresión 3D, decidimos probar un nuevo enfoque. Optimizamos la tinta especializada hecha de proteínas de matriz extracelular, combinamos la tinta con células madre humanas y utilizamos las células de tinta plus para imprimir en 3D la estructura de la cámara. Las células madre se expandieron a altas densidades celulares en la estructura primero, y luego las diferenciamos a las células del músculo cardíaco”.

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Como resultado, por primera vez, el equipo pudo lograr el objetivo de alta densidad celular en menos de un mes para permitir que las células latieran juntas, como un corazón humano. El equipo de Ogle explica que este descubrimiento es un avance crítico en la investigación del corazón humano porque muestra cómo pudieron imprimir en 3D las células del músculo cardíaco de una manera que las células podrían organizarse y trabajar juntas. Dado que las células se diferenciaban una al lado de la otra, este proceso fue más similar a cómo las células madre crecerían en el cuerpo y luego se someterían a la especificación de las células del músculo cardíaco. “Con estas estructuras, podemos introducir enfermedades y daños en el modelo y luego estudiar los efectos de los medicamentos y otras terapias”, explica.

Hoy, este modelo mide aproximadamente 1,5 centímetros y deberá someterse a múltiples pruebas. De hecho, fue diseñado específicamente para caber en la cavidad abdominal de un ratón para su posterior estudio. “Todo esto parece un concepto simple, pero la forma de lograrlo es bastante compleja. Vemos el potencial y creemos que nuestro nuevo descubrimiento podría tener un efecto transformador en la investigación del corazón”, concluye Ogle. Puedes encontrar más información aquí.

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