Órganos y Tejidos Impresos en 3D. Así funciona la Bioimpresión que algún día podría salvarte la Vida.

La bioimpresión es una técnica de fabricación de estructuras celulares en 3D utilizando biotintas cargadas con células vivas. Esta tecnología permite la creación de tejidos, piel e incluso órganos mediante la deposición de biomateriales capa a capa. En la bioimpresión, se utilizan impresoras 3D especiales que depositan las células en un patrón específico para que crezcan y se desarrollen en una estructura tridimensional.

La bioimpresión es un campo de investigación en rápido desarrollo, con el potencial de revolucionar la medicina regenerativa y la terapia celular. Aunque todavía se están investigando los métodos para imprimir tejidos y órganos viables y duraderos en el tiempo, la bioimpresión podría permitir la creación de órganos personalizados que podrían ser utilizados para trasplantes sin temor al rechazo inmunológico.

Además, esta técnica también podría tener aplicaciones en la investigación de enfermedades y en el desarrollo de nuevos medicamentos. A continuación, te dejamos con algunos casos de éxito que han utilizado Bioimpresión de manera satisfactoria.

Corazón hecho con Impresora 3D

Un equipo de la Universidad de Boston ha creado una miniatura de un corazón humano utilizando tecnología de impresión 3D. La miniPUMP está hecha de células cardiacas derivadas de células madre humanas y piezas acrílicas impresas en 3D a microescala. Es un corazón en miniatura que late por sí solo, lo que permitirá a los investigadores estudiar cómo funciona el corazón humano.

Esto podría ayudar a comprender cómo el corazón crece en un embrión, cómo las enfermedades afectan al tejido cardíaco y la eficacia de los nuevos medicamentos para tratarlas. En general, este avance podría reducir la necesidad de pruebas en humanos en el futuro. En la imágen, del lado izquierdo se puede apreciar la estructura de soporte, también hecha con impresión 3D, en la que se sostiene el tejido cardiáco mientras que en la imágen de la derecha, se trata de una vista en perspectiva lateral de la miniPUMP.

Orejas Bioimpresas

Una joven en Estados Unidos con microtia, una anomalía congénita que impide el desarrollo del oído externo, fue trasplantada con éxito con un implante de oreja impreso en 3D. El implante fue fabricado por 3DBio Therapeutics utilizando hidrogel de colágeno y células de cartílago del paciente. Las células se curan en una mezcla de nutrientes, se multiplican y luego se mezclan con una tinta biológica para crear la oreja en solo 10 minutos.

Este proceso es menos costoso que el método convencional de fabricar una prótesis de cartílago costal. El Profesor Anthony Atala del Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa considera que la impresión 3D ofrece ventajas en el diseño y los costes de los tejidos de ingeniería.

Terapia para Enfermedad Renal Terminal

La empresa Trestle Biotherapeutics está desarrollando una nueva terapia para pacientes con insuficiencia renal. Utilizan la bioimpresión en 3D y la biología de las células madre para crear tejido renal funcional que se puede implantar en pacientes con enfermedad renal terminal.

El objetivo es aliviar a los pacientes de la diálisis y dar más tiempo hasta un trasplante, mientras se espera que este tejido renal bioimpreso pueda ser utilizado como un órgano de sustitución en el futuro.

Bioimprimiendo Piel Humana

Poietis es una empresa francesa que se dedica a la bioimpresión y cuenta con una gama de bioimpresoras 3D de próxima generación. La compañía es conocida por su trabajo de investigación en piel y ha creado el Poieskin, un modelo de piel humana impresa en 3D, que incluye una capa dérmica compuesta por fibroblastos y células de la dermis, incrustadas en colágeno de tipo 1 y recubiertas por una epidermis dispuesta en capas superpuestas.

Este avance podría ayudar a personas que han sufrido quemaduras graves, cáncer y otros accidentes. Poietis también ha realizado un ensayo clínico con su bioimpresora 3D y ha instalado la plataforma Next Generation Bioprinting en un hospital para fabricar tejido biológico implantable.

Bioimpresión de Córnea

En Hyderabad, India, un equipo de investigación ha creado la primera córnea bioimpresa en 3D a partir de una biotinta obtenida de tejido corneal humano. El tejido no contiene elementos artificiales o sintéticos y puede ayudar a tratar enfermedades oftálmicas como la cicatrización corneal y el queratocono.

Los investigadores aseguran que por cada córnea humana donada, se pueden imprimir en 3D tres nuevas córneas. Aunque aún se necesitan más pruebas antes de que se pueda utilizar en humanos, los resultados de las pruebas en conejos han sido prometedores.

Imprimiendo Ovarios en 3D

La salud femenina es un campo que ha sido tradicionalmente menos investigado en comparación con otros campos de la medicina. Como resultado, hay muchas afecciones relacionadas con la salud de la mujer que no se comprenden bien en la actualidad. Sin embargo, los avances en la bioimpresión 3D están abriendo nuevas posibilidades para la investigación y el tratamiento de estas enfermedades.

En 2022, un grupo de científicos del Hospital Tongi en China llevó a cabo una investigación en la que desarrollaron un ovario artificial impreso en 3D utilizando células de ratón y gelatina metacriloilo (GelMA), un hidrogel comúnmente utilizado en la bioingeniería. A través de su investigación, los científicos descubrieron que este hidrogel era una opción viable para la bioimpresión 3D de tejidos relacionados con el aparato reproductor.

Los resultados del estudio sugirieron que, aunque el hidrogel GelMA no era adecuado para la impresión 3D de células ováricas primarias (es decir, células ováricas extraídas directamente del tejido), sí era adecuado para el crecimiento in vitro de folículos ováricos (es decir, un grupo de células que contienen un óvulo inmaduro y otras células).

Según los investigadores, estos resultados podrían aplicarse clínicamente en el tratamiento de enfermedades endocrinas y reproductivas femeninas. Además, la bioimpresión 3D de partes del aparato reproductor femenino podría ayudar a los científicos a comprender mejor el comportamiento celular en el contexto de diversas enfermedades.

¿Higados impresos en 3D?

Un equipo de investigadores de la Universidad de São Paulo en Brasil ha creado mini hígados humanos a partir de células sanguíneas en un proceso que tardó solo 90 días, desde la recolección de la sangre del paciente hasta la producción del tejido. Los científicos utilizaron la tecnología de bioimpresión en 3D para fabricar los organoides hepáticos, los cuales son capaces de desarrollar todas las funcionalidades de un hígado, como la producción de proteínas importantes, el almacenamiento de vitaminas y la secreción de bilis.

Para llevar a cabo la fabricación del tejido hepático, el equipo utilizó la impresora biológica Inkredible, una de las más reconocidas de la industria, comercializada por el fabricante Cellink. Este avance podría tener un gran impacto en la investigación de enfermedades hepáticas y el desarrollo de nuevos tratamientos.

¿Una nariz reconstruida con Bioimpresión 3D?

La bioimpresión puede ayudar a pacientes desfigurados debido a enfermedades que requieren cirugía. Un caso del Instituto Universitario del Cáncer de Toulouse y CERHUM, involucró a una paciente que había perdido gran parte de la nariz y el paladar durante el tratamiento de un cáncer de cavidad nasal.

Los médicos le hicieron crecer una nariz utilizando un biomaterial impreso en 3D que se implantó bajo la piel del antebrazo del paciente y luego se trasplantó a la zona nasal. Después de dos meses, la paciente tuvo una nariz completamente operativa, hecha con sus propias células.

Combatiendo la Diabetes con Impresión 3D

El páncreas es un órgano crucial en el cuerpo humano, ya que se encarga de producir insulina, la hormona que regula los niveles de azúcar en la sangre. Cuando el páncreas no funciona correctamente, pueden aparecer graves consecuencias, como la diabetes, una enfermedad que afecta a millones de personas en todo el mundo. Por ello, es cada vez más importante buscar soluciones permanentes y eficaces para combatir la diabetes, y la bioimpresión 3D puede desempeñar un papel esencial en esta tarea.

Un ejemplo de ello es la empresa polaca Polbioionica, que en marzo de 2019 se convirtió en la primera en utilizar la bioimpresión para fabricar un páncreas biónico. Este spin-off de un equipo multidisciplinario de científicos de la Fundación para la Investigación y el Desarrollo de la Ciencia se dedica a crear órganos totalmente funcionales a partir de biotintas patentadas, islotes pancreáticos y células madre del propio paciente.

La idea es que esta solución personalizada no solo proporcione páncreas en todo el mundo, sino que también pueda prevenir complicaciones derivadas de la diabetes y reducir los gastos sanitarios.