¿Puede la impresión 3D guiada por ultrasonidos mejorar el tratamiento de enfermedades?
Un reciente estudio de investigadores estadounidenses ha permitido desarrollar un método de impresión en 3D directamente en el cuerpo mediante ultrasonidos. En la práctica, el equipo podría inyectar en el cuerpo formas 3D cargadas de células y, mediante ultrasonidos, acercarlas al lugar donde se necesita el tratamiento. El objetivo es, por tanto, administrar medicamentos o las células adecuadas lo más cerca posible de una enfermedad. Las pruebas iniciales se han realizado con éxito en ratones y conejos y sugieren que podría ser posible reparar tejidos dañados directamente en el organismo. La técnica, conocida como «Deep tissue in vivo sound printing» (DISP), representa un gran avance para el sector de la fabricación aditiva médica.
Como sabemos, las tecnologías 3D son un recurso extremadamente útil para el sector sanitario. Con ellas se pueden diseñar implantes a medida que se integrarán en el cuerpo humano, o tejidos directamente sobre la piel, por ejemplo. Sin embargo, a menudo es necesaria una implantación quirúrgica invasiva que se suma al proceso global. Por eso, un equipo de científicos del Instituto de Tecnología de California (Caltech) ha ideado una plataforma de impresión 3D que utiliza ultrasonidos guiados por imágenes para colocar materiales a mayor profundidad en el cuerpo. Los ultrasonidos, a diferencia de la luz infrarroja, por ejemplo, son capaces de llegar a músculos y órganos.
Diagrama del proceso DISP. (Créditos: Elham Davoodi y Wei Gao)
Impresión 3D guiada por ultrasonidos: funcionamiento y pruebas
Utilizaron un haz de ultrasonidos focalizado y una biotinta especialmente formulada. Se trata de un hidrogel formado por cadenas de polímeros y agentes reticulantes. También se le añadieron ingredientes específicos para la enfermedad a tratar. Los agentes reticulantes se encapsulan en partículas a base de liposomas. Se trata de lípidos cuya envoltura exterior desaparece bajo el efecto del calor (alrededor de cuarenta grados). Estos liposomas impiden que la biotinta se forme en cuanto se deposita, lo que permite controlar mejor el proceso de reticulación y aumentar su velocidad. De este modo, el equipo pudo crear estrellas y gotas de agua.
Los investigadores explican que su método DISP es capaz de imprimir biomateriales que no sólo son conductores, sino que también están cargados de medicamentos, células o bioadhesivos, lo que permite tratar diversas enfermedades. Han sido capaces de depositarlos en los músculos de patas de conejo, así como cerca de la vejiga enferma de un ratón. Wei Gao, ingeniero biomédico del Caltech, añade: “La penetración de los infrarrojos es muy limitada. Sólo llega a la parte inferior de la piel. Nuestra nueva técnica alcanza el tejido profundo y puede imprimir diversos materiales para una amplia gama de aplicaciones, manteniendo una biocompatibilidad excelente”.
Ejemplos de formas impresas en 3D. (Créditos: Elham Davoodi y Wei Gao)
En conejos, los científicos han alcanzado profundidades de hasta 4 centímetros bajo la piel. Para las pruebas realizadas en ratones enfermos de cáncer de vejiga, cargaron la biotinta con doxorrubicina, un fármaco de quimioterapia utilizado para ralentizar o detener el crecimiento celular. El equipo comprobó que, utilizando el método DISP, las células cancerígenas se eliminaban mucho más rápido y en mayor medida que inyectando el fármaco de la forma tradicional.
Wei Gao concluye: “Nuestro próximo paso será probar la impresión 3D en un modelo animal más grande y, si todo va bien, podremos evaluarla en humanos próximamente. En el futuro, con la ayuda de la IA, nos gustaría poder activar de forma autónoma la impresión de alta precisión dentro de un órgano en movimiento, como un corazón latiendo”. Para más información, haz clic AQUÍ.
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*Créditos foto de portada: Futura Sciences
