Desarrollan unas válvulas cardíacas impresas en 3D que pueden crecer en el cuerpo

Un equipo de investigadores ha anunciado recientemente que ha desarrollado una nueva forma de válvulas cardíacas impresas en 3D. Estas nuevas piezas de órganos artificiales están diseñadas para dar a las propias células del paciente la posibilidad de formar nuevas células y así crecer con el resto del cuerpo del paciente, ayudando potencialmente a reducir muchas de las complicaciones asociadas a los trasplantes. El uso de la fabricación aditiva en el sector médico ha crecido de forma exponencial, ya que ha permitido a científicos y médicos explorar posibilidades que eran completamente inimaginables hace sólo unos años. Sin embargo, aunque la impresión 3D ya se ha utilizado con éxito en áreas como la fabricación de prótesis, otros campos como la medicina interna, en particular el concepto de bioimpresión, todavía se están explorando. Pero esta investigación representa un importante paso adelante en este campo.

Un equipo de investigadores, entre los que se encuentra Petra Mela, catedrática de materiales e implantes médicos de la Universidad Técnica de Múnich (TUM), y la profesora Elena De-Juan Pardo, de la Universidad de Australia Occidental, han estado trabajando en la idea de crear válvulas cardíacas impresas en 3D, que pueden utilizarse como implantes de por vida, gracias a su capacidad para formar nuevos tejidos. Mediante el uso de tecnologías FA en combinación con materiales especiales y biodegradables, los profesionales pudieron crear implantes que copian las complejidades únicas de un órgano humano. Teniendo en cuenta que sólo en Estados Unidos se producen 182 válvulas cardíacas al año, la investigación podría ayudar a salvar un buen número de vidas una vez que sea viable.

La precisión en la válvula cardíaca es extremadamente fina

Aunque ya existen otros tipos de implantes de válvulas cardíacas, su uso siempre va acompañado de diferentes complicaciones. Las válvulas mecánicas, por ejemplo, tienen tendencia a formar coágulos de sangre en las superficies metálicas, lo que puede provocar graves complicaciones. Además, los pacientes también están obligados a utilizar de por vida medicamentos anticoagulantes, así como limitaciones en la actividad física. Otra desventaja es que estas válvulas no pueden crecer y con el tiempo necesitan ser sustituidas, como explica Petra Mela: «Nuestro objetivo es diseñar válvulas cardíacas bioinspiradas que favorezcan la formación de nuevo tejido funcional en los pacientes. Los niños se beneficiarían especialmente de esta solución, ya que las válvulas cardíacas actuales no crecen con el paciente y deben ser sustituidas a lo largo de los años en múltiples intervenciones quirúrgicas. Nuestras válvulas cardíacas, en cambio, imitan la complejidad de las válvulas cardíacas nativas y están diseñadas para que las propias células del paciente se infiltren en el dispositivo».

Uso de una tecnología especial de AM para las válvulas cardíacas impresas en 3D

Para poder imitar las finas estructuras biológicas del órgano humano, los investigadores recurrieron a una tecnología de fabricación aditiva totalmente nueva, denominada electroforesis por fusión. Básicamente, se trata de un proceso de extrusión en el que un polímero se calienta, se funde y se expulsa de un cabezal de impresión en forma de chorro líquido. Sin embargo, lo que hace que este proceso sea especial es el uso de un campo eléctrico de alto voltaje, que se aplica al chorro y hace que la fibra resultante sea tan fina como de cinco a cincuenta micrómetros, lo que permite a la máquina imprimir con extremo detalle y producir patrones muy precisos. Para asegurarse de que se utiliza el mejor material para el implante, el equipo decidió utilizar policaprolactona (PCL) de calidad médica, que es compatible con las células y biodegradable.

Petra Mela, profesora de materiales e implantes de la Universidad Técnica de Munich (TUM)

Como ya hemos mencionado previamente, el objetivo a largo plazo es crear implantes para niños, que puedan permanecer dentro del cuerpo y crecer con el paciente. La esperanza es que, al cabo de un tiempo, las células se instalen en los espacios de los microporos, que son más pequeños que los poros de la estructura de PCL. Aunque aún queda mucho camino por recorrer, el equipo confía en que será una gran mejora para quienes sufren enfermedades de las válvulas del corazón y pronto pasarán a los ensayos con animales. Puedes obtener más información sobre el proyecto AQUÍ.

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*Créditos de todas las imagenes: Andreas Heddergott / TUM