La bioingeniería se ha vuelto cada vez más compleja y articulada. Usando nada más que luz y tinta biológica, los científicos pudieron imprimir directamente una estructura similar a una oreja humana debajo de la piel de los ratones.
El equipo utilizó un oído sano como modelo e imprimió un oído 3D a partir de una imagen especular de él (capa de tejido sobre capa de tejido) directamente en la parte posterior de un mouse.
Todo sin un solo corte quirúrgico.
Si estás pensando que es un poco espeluznante, no puedo culparte: sin embargo, la prueba de concepto es sorprendente. El equipo demostró que es posible construir o reconstruir capas de tejido, incluso las complejas, como un oído, sin ningún implante quirúrgico.
Esto significa que algún día será posible reparar un oído u otro daño en el tejido genético o lesionado directamente en el sitio de la lesión. Solo vi cosas así en Star Trek, y las consideré entre las más avanzadas.
Bioimpresión 3D, impresión con luz.
La tecnología, la bioimpresión 3D basada en el tratamiento de luz digital (DLP), ha ganado mucha atención durante la última década debido a su versatilidad. En este interesante articulo de insiders encontrarás un compendio exhaustivo del tema y su etapa de arte.
La idea básica es inyectar células que contienen biotinta en el tejido dañado, luego iluminar estos "moldes" para "activar" las células en la biotinta. Dependiendo del tipo de célula, pueden reparar hilos espinales dañados, fibras nerviosas o vasos sanguíneos.
en este estudio, publicado la semana pasada en Science Advances, el equipo dio un paso adelante en la técnica. Utilizando el diseño asistido por computadora, diseñaron múltiples formas y alimentaron datos en un dispositivo digital que generó una "matriz" de rayos infrarrojos.
Estos rayos penetran en los tejidos y prácticamente los construyen desde el interior.
En 20 segundos, el equipo pudo generar la forma básica de un oído humano en un ratón vivo. La oreja impresa en 3D ha mantenido su estructura sofisticada durante más de un mes.
Sin escalpelos
Destaco la importancia fundamental de estos estudios, porque la necesidad de cirugía es el verdadero límite actual de la ingeniería de tejidos.
La mayoría de los prototipos de tela. impreso en 3D hoy se hace en el laboratorio, donde los científicos pueden mantener un control más directo sobre el crecimiento del tejido.
Todos los enfoques intentados tienen una cosa en común: finalmente requieren cirugía. El tejido debe recolectarse quirúrgicamente e insertarse en el sitio dañado, y la cirugía puede provocar daños en el implante y los tejidos circundantes. ¿Las consecuencias? Desde largas estancias en el hospital hasta repetición de cirugías, pasando por la extracción de implantes.
varita mágica
En el nuevo enfoque cubierto por esta publicación, afirmé que los científicos usaron "luz" para imprimir en 3D una oreja con biotinta. Al igual que ciertas reconstrucciones dentales, la luz se utiliza para "activar" las células de la tinta biológica y polimerizar. Así, de hecho, se puede estampar un tejido nuevo directamente sobre otro, o incluso debajo de la piel.
Convencionalmente, la luz ultravioleta o azul se usa para ayudar a la bioimpresión, pero tiene poca capacidad de penetrar en los tejidos. Y también puede causar daños, quemaduras en los tejidos nacientes y circundantes.
La luz infrarroja, por otro lado, puede activar la biotinta y brillar profundamente en los tejidos. Debido a que se pueden ajustar diferentes patrones espaciales de luz para activar la biotinta de manera diferente, tanto dentro de una capa como entre capas, el equipo usó la luz como un cincel real.
En la primera prueba, en solo 15 segundos, el equipo imprimió una sola capa de estructuras similares a conchas en el exterior del cuerpo. Luego comenzaron a imprimir en 3D una amplia variedad de formas: un pastel de tres capas, un hombre de pan de jengibre (no es broma), una estrella de mar y más.
Impresión 3D dentro del cuerpo
Después de las diversas pruebas realizadas, el equipo apuntó al gran objetivo: imprimir en 3D un tejido directamente EN el cuerpo. "Es un poco más difícil", explican los investigadores, porque el nivel de oxígeno dentro de un organismo vivo puede inhibir el efecto de reticulación, lo que significa que la tinta puede no solidificarse.
La conclusión es que el equipo ha encontrado las longitudes de onda correctas. Y al final, generó un modelo de oreja para imprimir en 3D, luego lo llenó con condrocitos, células que forman la estructura del cartílago de la oreja.
¿Una mejor manera de sanar?
Construir nuevos tejidos no es lo único que puede hacer la tecnología. Las telas también se pueden reparar. En un estudio adicional, el equipo descubrió que el mismo enfoque puede curar lesiones graves.
En otra prueba, el equipo imprimió andamios que contenían células en ratones que sufrían lesiones musculares y utilizó luz para activar el tejido impreso. Dentro de los 10 días, los ratones "mostraron un cierre significativo de la herida" en comparación con un grupo de control.
Poniendolo todo junto: es la primera vez que los científicos han podido regenerar tejidos dentro del cuerpo, mientras promueven la cicatrización de heridas, sin ninguna cirugía.
Claro, hay un largo camino entre "imprimir en 3D un oído humano en la parte posterior de un ratón" y "regenerar un oído lesionado", pero el estudio muestra que es posible.
