Una impresora 3D crea huesos, m¨²sculos y cart¨ªlagos

Los diccionarios tecnol¨®gicos tienen que ir haciendo hueco a un nuevo t¨¦rmino: la bioimpresi¨®n. Usando una impresora 3D creada por ellos, un grupo de especialistas en medicina regenerativa de EE UU ha demostrado la viabilidad de tejidos vivos impresos. Con el mismo sistema imprimieron huesos, cart¨ªlagos y m¨²sculos que despu¨¦s implantaron en modelos animales. En un porcentaje superior al 90%, las estructuras impresas regeneraron el tejido, creando su propio sistema vascular.

La ingenier¨ªa de tejidos es una de las grandes promesas de la medicina regenerativa. En un futuro, tras escanear la zona u ¨®rgano da?ada, un programa modelar¨¢ la estructura y tejidos a imprimir y una impresora 3D que usa c¨¦lulas en vez de tinta obrar¨¢ el milagro. Ya hay empresas que comercializan tejidos celulares sacados por la impresora, como Organovo. Pero restaurar una parte del cuerpo defectuosa o da?ada por un accidente exige una tecnolog¨ªa que a¨²n no ha llegado pero que la ciencia est¨¢ acercando paso a paso.

El ¨²ltimo de estos avances lo ha dado el grupo de investigaci¨®n en medicina regenerativa del Centro M¨¦dico Baptista Wake Forest (Winston-Salem, EE UU). Dirigidos por Anthony Atala, han creado una impresora de material vivo o bioimpresora. Su nombre o siglas es ITOP, o sistema integrado de impresi¨®n de tejidos y ¨®rganos, en ingl¨¦s. El artilugio es algo aparatoso, pero no m¨¢s que otras impresoras 3D de uso industrial. Pero ITOP imprime estructuras vivas en vez de cosas.

"Esta nueva impresora de tejidos y ¨®rganos es un importante avance en nuestro objetivo de crear tejido de reemplazo para los pacientes, dice en una nota el doctor Atala, que ya hace unos a?os consigui¨® crear cart¨ªlago con una impresora de inyecci¨®n de tinta. Ahora han perfeccionado el sistema. "Puede fabricar tejidos a escala humana de cualquier forma y estables. Con su desarrollo, esta tecnolog¨ªa podr¨ªa usarse para imprimir estructuras de tejidos y ¨®rganos para su implantaci¨®n quir¨²rgica", a?ade.

En 2012, este equipo de investigadores imprimi¨® cart¨ªlago con una impresora de inyecci¨®n

ITOP parte de aquellos primeros trabajos. La impresora realiza un doble proceso. Por un lado, usa pol¨ªmeros para recrear una matriz con la estructura b¨¢sica del tejido a imprimir. Por el otro, sobre esa estructura inyecta un hidrogel enriquecido con las c¨¦lulas de inter¨¦s. Por ejemplo, precursores de las fibras musculares, mioblastos, para imprimir un m¨²sculo, o condrocitos si lo que se trata es de crear una oreja u otro tejido cartilaginoso. Los investigadores usaron tambi¨¦n c¨¦lulas madre procedentes de l¨ªquido amni¨®tico humano como base para imprimir una mand¨ªbula o una porci¨®n del cr¨¢neo.

El principal problema hasta ahora en este punto del proceso era conseguir que el biomaterial impreso no solo se mantuviera vivo, sino que sirviera de base para que las c¨¦lulas proliferaran a lo largo de la estructura. Seg¨²n los resultados de su investigaci¨®n, publicada en Nature Biotechnology, tanto las c¨¦lulas usadas para el tejido muscular, como los de huesos o las de la oreja segu¨ªan vivas seis d¨ªas despu¨¦s de su impresi¨®n y hab¨ªan iniciado procesos de proliferaci¨®n celular.

Lo siguiente fue probar su viabilidad tanto estructural como funcional. Cada una de las impresiones fue implantada en diferentes modelos animales, ratas y ratones. En los cuatro casos, la supervivencia celular super¨® el 90% y en todos ellos, los tejidos impresos fueron capaces de proliferar, generando nuevo tejido. Una de las claves para esta regeneraci¨®n parece haber sido la inclusi¨®n de microcanales dentro la estructura impresa que, como si fuera un sistema vascular propio, permitieron la circulaci¨®n del ox¨ªgeno y los nutrientes.

"Nuestros resultados indican que la formulaci¨®n de biotintas que hemos usado, combinado con los microcanales, ofrece el ambiente adecuado para mantener las c¨¦lulas vivas y soportar el crecimiento celular y de los tejidos", explica Atala. A¨²n queda lo m¨¢s dif¨ªcil, repetir estos resultados con humanos. Pero el Ej¨¦rcito de EE UU, que es el que ha financiado esta investigaci¨®n por sus grandes posibilidades con los heridos de guerra, est¨¢ decidido a que la impresora de huesos sea una realidad.