Impresoras 3D para producir cartílago “a la carta”

El cartílago es un tejido apto para técnicas de bioimpresión debido a que se compone de un único tipo de célula y no contiene vasos sanguíneos. El hecho de no tener vasos sanguíneos hace que no pueda repararse por sí mismo: el cartílago desgastado queda así, provocando dolor e inflamación que puede llegar a ser un grave problema (pérdida de movilidad y de calidad de vida) si no se toman medidas preventivas. Anteriores experimentos para crear cartílago habían empleado células de cartílago “insertadas” en un hidrogel, una substancia que sirve a modo de “andamio” o armazón en el que hacer crecer el cartílago. Los hidrogeles, no obstante, “no permiten a las  células crecer de forma normal” afirma  el Profesor Ibrahim T. Ozbolat, autor principal del estudio, pues “el hidrogel confina las células y no les permite comunicarse entre sí como lo hacen en el tejido natural”. Esto hacía que los tejidos producidos no tuvieran suficiente integridad mecánica. Además, la degradación del hidrogel provoca la aparición de compuestos tóxicos que perjudican el crecimiento celular.

Para superar este obstáculo, Ozbolat y su equipo de investigación desarrollaron un método para producir tejidos sin necesidad de un “andamio”: crearon un micro tubo hecho con un extracto de algas (alginate). A continuación, inyectaron células de cartílago de  vaca en el tubo, dejando que crecieran durante una semana, adhiriéndose entre sí. Dado que las células no se pegan al tubo, es posible retirar éste, quedando una muestra de cartílago.  La muestra de cartílago es utilizada como “tinta” para la impresora 3D, pudiendo así crear muestras de cartílago de cualquier forma de los investigadores escogieron. Al cabo de media hora de imprimirlos, las tiras de cartílago se adhieren entre sí lo suficiente como para trasladarlas a una placa de Petri, donde es colocada en un medio con nutrientes para que las tiras de cartílago se integren en una única muestra de tejido.

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Ventajas del nuevo método: producción “a la carta”

Podemos fabricar muestras de tejido de cualquier tamaño que queramos” afirma Ozbolat, “debido a que no utilizamos andamios” (…) asimismo, también podemos imitar el cartílago articular imprimiendo tiras verticales y horizontales, a fin de copiar la arquitectura del cartílago natural”.  El cartílago producido es muy similar al cartílago de vaca natural pero sus propiedades mecánicas son inferiores a las del cartílago natural; aún así, son mejores que las del cartílago hecho por medio de andamios de hidrogel. No obstante, y dado que el cartílago natural se forma gracias a la presión de las articulaciones, Ozbolat considera que aplicar presión mecánica al cartílago artificial mejorará sus propiedades mecánicas.  Si el proceso supera los ensayos clínicos y se llega a aplicar a humanos en un futuro, se utilizarán las células de cada paciente individual (ya sean de cartílago o células madre diferenciadas en células de cartílago) para evitar problemas de rechazo al implante de cartílago.

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