El futuro de los órganos artificiales es 3D

  • Este es el primer corazón diseñado y bioimpreso con material orgánico del paciente. FOTOS sstock-afp
    Este es el primer corazón diseñado y bioimpreso con material orgánico del paciente. FOTOS sstock-afp
Por Helena Cortés Gómez | Publicado el 16 de abril de 2019
en definitiva

Las tecnologías de impresión 3D han abierto las capacidades de personalización en una amplia variedad de aplicaciones en el campo médico. Ahora se exploran los materiales biocompatibles.

Cuando los órganos trabajan usted probablemente no piensa mucho en ellos, pero si alguno empieza a afectarse, el corazón por ejemplo, su vida se ve amenazada.

Para tratar con éxito las fallas de algunos como el hígado, los pulmones y los riñones, con frecuencia la única opción es obtener un miembro nuevo a través de un trasplante, sin embargo la lista de donantes de órganos es corta.

En el país, según cifras del Ministerio de Salud y Protección Social publicadas en noviembre de 2018, 2.500 colombianos se encontraban en espera de un trasplante de órganos. De acuerdo con las de la Indiana University Purdue University Indianapolis (IUPUI) en Estados Unidos 20 personas mueren cada día esperando.

Crisis ante la que algunos investigadores curiosos se han preguntado, ¿qué tal si se pudieran imprimir los órganos que se necesitan?

Medicina regenerativa

En un importante avance médico, los investigadores de la Universidad de Tel Aviv anunciaron que por primera vez se imprimió un corazón que se ajusta a las propiedades inmunológicas, celulares, bioquímicas y anatómicas del paciente. Publicaron sus hallazgos el 15 de abril en la revista Advanced Science.

Hasta ahora, los científicos en medicina regenerativa, un campo en medio de la encrucijada de la biología y la tecnología, solo han logrado imprimir tejidos simples sin vasos sanguíneos.

“Esta es la primera vez que alguien en cualquier lugar ha diseñado e impreso con éxito un corazón lleno de células, vasos sanguíneos, ventrículos y cámaras”, dijo el profesor Tal Dvir de la Escuela de Biología Celular Molecular del departamento de ciencia e ingeniería de materiales de esa institución, quien dirigió la investigación.

Faltan kilómetros para producir un órgano viable y trasplantable, pero, dice Daniel Calle, ingeniero de aplicaciones en Materialise, que el logro clave en este estudio es que sienta un precedente para futuros trabajos que exploran tejidos impresos en 3D detallados y específicos para cada paciente. Materialise es de origen belga, su sede en Latinoamérica está en Medellín y es pionera en impresión 3D de prótesis para aplicaciones médicas.

Las primeras impresiones

La fabricación aditiva, también conocida como impresión 3D, se desarrolló por primera vez en la década de 1980, señala el portal web Medicaldevice Network, en el que se lee información especializada sobre esta industria (Ver Radiografía).

En esta se toma un modelo digital que luego se imprime en capas sucesivas de un material apropiado para crear una nueva versión del diseño inicial. La técnica ha sido usada por muchas industrias diferentes, incluida la tecnología médica.

Calle enumera que con frecuencia para producir el modelo digital original, que alimenta posteriormente a la impresora 3D, se utilizan técnicas de imágenes médicas, como rayos X, tomografías computarizadas (TC), imágenes de resonancia magnética (IRM) y ultrasonidos.

Hay cuatro usos principales de la impresión 3D en el campo médico que están asociados con innovaciones recientes: creación de tejidos y organoides (agregados de células cultivadas en matrices tridimensionales específicas, que dan lugar a órganos en miniatura), herramientas quirúrgicas, modelos quirúrgicos específicos para el paciente y prótesis a medida.

En sus laboratorios los científicos han cultivado vejigas, hígados, córneas y vasos sanguíneos, pero hasta la fecha no se han desarrollado órganos ni tejidos que se estén usando en humanos. Sí, en cambio, prótesis como manos biónicas, piernas y brazos.

Uno de los más recientes tipos de impresión 3D que se utiliza en el campo de dispositivos médicos es la bioimpresión. En lugar de imprimir con plástico o metal, las bioimpresiones utilizan una pipeta (tubo de vidrio con mediciones) guiada por un computador para colocar capas de células vivas, denominadas biotinta, una encima de la otra para crear tejido vivo artificial en un laboratorio.

Juan Felipe Zapata, fundador del colectivo Biohacking Colombia, agrega: “Básicamente se emplean andamios biomédicos (polímeros naturales o sintéticos) para favorecer la unión celular y la migración (poros), permitir la transferencia de factores de crecimiento y productos de desecho, y mantener su forma, mientras las células están creciendo y desarrollando propiedades mecánicas”.

Finalmente se obtienen constructos de tejido u organoides que se pueden usar en la investigación médica, ya que imitan a los órganos en una escala en miniatura y que también se están probando como alternativas más baratas a los trasplantes de órganos humanos.

Corazones 3D

Como simplemente un corazón impreso en 3D el de TAU no es del todo el primero.

A través del enfoque de órgano en un chip, los investigadores imprimieron previamente células del corazón para crear masas palpitantes en miniatura. El galardonado Laboratorio Lewis de la Universidad de Harvard exploró el corazón con su enfoque basado en chips.

Como se indica en el resumen del estudio de Tel Aviv, “estos resultados demuestran el potencial del enfoque para la ingeniería de tejidos y órganos personalizados, o para la selección de medicamentos en una estructura anatómica adecuada y un microambiente bioquímico específico del paciente”.

Los investigadores sostienen que hay mucho trabajo por hacer y en las recomendaciones del estudio afirman que aún “se requieren estrategias para visualizar todos los vasos sanguíneos y que faltan desarrollarse tecnologías avanzadas para imprimir con precisión estos vasos sanguíneos de diámetro pequeño dentro de estructuras gruesas”.

Cuando se trata de impresión 3D las posibilidades parecen ilimitadas, pero tómelo con calma. Considere estos corazones más como simulaciones en lugar de reales. Es un gran paso, pero aún falta recorrido.

Por primera vez se imprimió un corazón utilizando células y material biológico que se ajustan a un paciente. Hay un camino detrás.
Por primera vez se imprimió un corazón utilizando células y material biológico que se ajustan a un paciente. Hay un camino detrás.

Contexto de la Noticia

radiografía Valor de la industria

Se pronostica que la impresión 3D en el campo médico tendrá un valor de $ 3.5 mil millones para 2025, en comparación con $ 713.3m en 2016. Se supone que la tasa de crecimiento anual compuesta de la industria alcanzará el 17.7% entre 2017 y 2025: Medicaldevice Network.

Helena Cortés Gómez

Periodista, científica frustrada, errante y enamorada de los perros. Eterna aprendiz.

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