27 de mayo de 2019
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FIN DE SEMANA

En 2018, se realizaron en España 5.314 trasplantes y en países como Estados Unidos unas 100.000 personas se encuentran esperando un órgano

La impresión 3D salva vidas tras superar el último obstáculo para crear órganos humanos completos en laboratorio

La reproducción en 3D del complicado tejido vascular es un gran avance científico
La reproducción en 3D del complicado tejido vascular es un gran avance científico
Un grupo de bioingenieros ha conseguido superar un escollo importante en el camino hacia la “producción” de órganos de reemplazo imprimidos en 3D con una técnica avanzada para tejidos de bioimpresión. Esta innovación permite a los científicos crear redes vasculares exquisitamente enredadas que imitan los pasadizos naturales del cuerpo por donde fluyen la sangre, el aire, la linfa y otros fluidos vitales.

La investigación, publicada en la revista 'Science', incluye una prueba impactante del experimento, un modelo de hidrogel de un saco de aire, fabricado en impresión 3D, que imita a los pulmones en el que las vías aéreas suministran oxígeno a los vasos sanguíneos circundantes. El trabajo fue dirigido por los bioingenieros Jordan Miller, de Rice University y Kelly Stevens, de la University of Washington, e incluyó a 15 colaboradores de Rice, UW, Duke University, Rowan University y Nervous System, una firma de diseño en Somerville, Massachusetts.

Tras muchos años de investigación, el avance logrados con las redes vasculares en 3D es significativo para los trasplantes humanos

El organismo humano es infinitamente complejo. Por ello, tal y como confirmaba uno de estos bioingenieros, entre los grandes  obstáculos a los que se enfrentan los científicos que trabajan en la elaboración de  reemplazos de tejidos funcionales para los humanos con la tecnología de impresión 3D, ha sido la incapacidad para imprimir la compleja vasculatura que puede suministrar nutrientes a los tejidos densamente poblados. 

Según confirman esos bioingenieros, nuestros órganos en realidad contienen redes vasculares independientes, como las vías respiratorias y los vasos sanguíneos del pulmón o los conductos biliares y del hígado. Estas redes interpenetrantes están enredadas física y bioquímicamente, y la arquitectura en sí está íntimamente relacionada con el tejido. Los firmantes de este experimento  afirman que su trabajo es la primera tecnología de bioimpresión que aborda el desafío de la multivascularización de forma directa e integral. El logro es todo un avance para la medicina.  Ahora, una vez conseguida esta precisión en la impresión, el siguiente paso es probar si esos tejidos que produzcan  permitirán realmente respirar como los tejidos sanos de nuestros cuerpos y si se comportarán funcionalmente como dichos tejidos en el paciente.

Los trasplantes en cifras

La investigación en la bioimpresión de órganos sanos y funcionales está impulsada por la necesidad de trasplantes de órganos. En 2018, en España, se realizaron 5.314 trasplantes superando la tasa del año anterior. Y todavía hay lista de espera. No tan elevada como en Estados Unidos, donde más de 100.000 personas se encuentran aguardando un  trasplante. Y  las personas que reciben órganos de donantes, se enfrentan toda una vida de medicamentos supresores del sistema inmunitario para prevenir el rechazo de órganos. 

Es por ello que la  impresión de órganos atrae el interés en de todos,  ya que es considerada como la posible solución para ambos problemas al permitir que los médicos impriman órganos de reemplazo a partir de las propias células de un paciente. Se podría desplegar un suministro listo de órganos funcionales para tratar a millones de pacientes en todo el mundo.

Hay tejidos humanos  que se han podido reproducir con impresión 3D. 

Los científicos están seguros de que la bioimpresión se convertirá en un componente importante de la Medicina en las próximas dos décadas.

Resultados abiertos y al alcance de todos 

Para abordar este desafío, por el momento, este equipo de investigadores ha creado una nueva tecnología de bioimpresión de código abierto denominada Aparato de Estereolitografía para Ingeniería de Tejidos (SLATE), que utiliza la fabricación aditiva para hacer hidrogeles suaves de una capa a la vez. Las capas se imprimen a partir de una solución líquida de prehidrogel que se convierte en un sólido cuando se expone a la luz azul. Con cada capa solidificada, un brazo eleva el gel 3D en crecimiento lo suficiente para exponer el líquido a la siguiente imagen del proyector.

La impresión 3D aporta muchas esperanzas para la ciencia y la medicina. 

Las pruebas de la estructura que simula el pulmón mostraron que los tejidos eran lo suficientemente resistentes como para evitar estallar durante el flujo sanguíneo y la respiración  pulsátil como la humana. Las pruebas encontraron que los glóbulos rojos pueden tomar oxígeno a medida que fluyen a través de una red de vasos sanguíneos que rodean el saco de aire que "respira". Este movimiento de oxígeno es similar al intercambio de gases que se produce en los sacos de aire alveolar del pulmón.

Las prótesis humanas en 3D son ya un recurso utilizado en numerosos pacientes. 

Pruebas exitosas en roedores

En las pruebas de implantes terapéuticos para enfermedades hepáticas, el equipo imprimió tejidos en 3D, los cargó con células hepáticas primarias y los implantó en ratones. Los tejidos tenían compartimentos separados para los vasos sanguíneos y las células hepáticas y se implantaron en ratones con lesión hepática crónica. Las pruebas mostraron que las células hepáticas sobrevivieron a la implantación.

Este avance, al contrario de otros, servirá para toda la comunidad científica, ya que los datos de origen de los experimentos en el estudio publicado de 'Science' están disponibles gratuitamente, al igual que todos los archivos imprimibles en 3D necesarios para construir el aparato de impresión de estereolitografía, y los archivos de diseño para imprimir.  

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