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Imprimen en 3D vasos sanguíneos a partir de azúcar

Publicado el julio 3, 2020 por Alicia M.

En la Universidad de Rice, los investigadores no usan polímeros o metales para imprimir en 3D formas complejas, ¡sino azúcar! Un ingrediente que podría tener un impacto particular en el sector médico y la comprensión de nuestras células. De hecho, a partir del azúcar en polvo, el equipo explica que fue capaz de crear redes complejas de vasos sanguíneos ramificados en los que logró mantener vivas las células densamente concentradas durante dos semanas. Al imitar las redes vasculares, los investigadores esperan proporcionar oxígeno y nutrientes a múltiples células, y así tratar a los pacientes a largo plazo.

El equipo de la Universidad de Rice ha estado trabajando en el tema de los vasos sanguíneos y la ingeniería de tejidos durante varios años. Uno de los mayores obstáculos es la capacidad de diseñar una gran estructura de tejido capaz de albergar cientos de millones de células vivas. Ian Kinstlinger, estudiante de bioingeniería en la Universidad de Rice, explica: “Proporcionar suficiente oxígeno y nutrientes a todas las células en este gran volumen de tejido se convierte en un desafío monumental”. La naturaleza sabe hacer bien las cosas ya que el cuerpo humano tiene vasos ramificados, cada vez más delgados, pero cada vez más numerosos. Esta ramificación permite que el oxígeno y los nutrientes fluyan a las células de todo el cuerpo. Los investigadores han recurrido a la fabricación aditiva para reproducir este mecanismo.

Ian Kinstlinger está detrás de varios vasos sanguíneos de impresión 3D | Créditos: Jeff Fitlow / Rice University

La impresión 3D de los vasos sanguíneos

Primero observaron un proceso de extrusión de azúcar derretido, pero descubrieron que no podía crear suficientes detalles y complejidad. Es por eso que utilizaron un proceso selectivo de sinterización láser utilizando un cortador de código abierto modificado en el laboratorio del coautor del estudio, Jordan Miller, profesor asistente de bioingeniería en Rice. Una tecnología que les habría permitido imprimir modelos de azúcar en los que pueden construir todo tipo de combinaciones de células y materiales a su alrededor. Los investigadores realmente vierten un gel cargado de células en estas estructuras; en última instancia, sirven como moldes.

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Una vez que se cargan las redes de azúcar impresas en 3D, el equipo explica que fueron bombeadas con oxígeno y nutrientes. Los recipientes habrían podido suministrar células durante dos semanas. Para esta prueba, los investigadores utilizaron células de hepatocitos del hígado, que son particularmente difíciles de mantener fuera del cuerpo, lo que refuerza el éxito del trabajo de investigación de los científicos.

La tecnología SLS utilizada | Créditos: Jeff Fitlow / Rice University

¿Por qué azúcar?

Esta es probablemente una pregunta que todos se hacen. Ian Kinstlinger explica que el azúcar es duradero cuando está seco y que puede disolverse rápidamente en agua sin dañar las células cercanas, lo que lo hace particularmente útil en la impresión de modelos de vasos sanguíneos. La mezcla de varios azúcares permitiría obtener el material de impresión final. Una vez que la parte se inyecta con el gel líquido, el azúcar se disuelve y se evacua para dejar un paso de nutrientes y oxígeno. Ian concluye: “Una ventaja importante de este enfoque es la velocidad a la que podemos generar cada estructura de tejido. Podemos crear algunos de los modelos de tejidos más grandes que se hayan demostrado en menos de cinco minutos”. Según los informes, los investigadores también desarrollaron un algoritmo personalizado que les permite generar redes grandes y muy complejas y garantizar que se puedan imprimir correctamente utilizando la nueva técnica. Un algoritmo diseñado en colaboración con el estudio de diseño Nervous System. Puedes encontrar más información aquí.

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