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Cuánto tiempo pasará antes de que el sueño de la impresión 3D de órganos que puedan ser trasplantados finalmente se convierta en realidad, nadie puede predecirlo seriamente en este momento. Es probable que un equipo de investigación estadounidense de la Universidad Estatal de Pensilvania haya dado un buen paso en esta dirección.
Los investigadores parecen haber tenido éxito en el desarrollo de una tinta biológica que se puede integrar mejor en el cuerpo que en el caso de los enfoques anteriores. Este paso podría ayudar a despejar un obstáculo importante en el que el bioimpresión, como también se llama la impresión 3D de órganos, había fallado repetidamente antes. A saber, el problema de que las estructuras de tejido grueso hechas de tintas biológicas convencionales no pueden permanecer en el cuerpo de forma permanente.
La clave: nanopartículas autoorganizadas
Sobre la base de nanopartículas autoensamblables, micropartículas de hidrogel o microgeles, los investigadores de Penn State pudieron desarrollar una nueva biotinta de hidrogel granular que permite un nivel de porosidad, fidelidad de forma e integración celular previamente inalcanzable.
“La principal limitación de la bioimpresión 3D con biotintas de hidrogel tradicionales es el equilibrio entre la fidelidad de la forma y la viabilidad celular, que está determinada por la rigidez y la porosidad del hidrogel”, dice Sheikhi. “Aumentar la rigidez del hidrogel mejora la fidelidad de la forma de la construcción, pero también reduce la porosidad, lo que afecta la viabilidad celular”.
Ingeniería de tejidos en lugar de redes masivas
El desarrollo de microgeles demostró ser de crucial importancia para el desarrollo de los llamados andamios de ingeniería tisular en lugar de los hidrogeles a granel utilizados anteriormente.
La ventaja de los hidrogeles a granel es que pueden contener una gran cantidad de agua manteniendo su estructura.
Sin embargo, la desventaja es que estos hidrogeles a granel contienen poros a nanoescala que limitan las interacciones célula-célula y célula-matriz y, al mismo tiempo, la transferencia de oxígeno y nutrientes. Además, estos deben degradarse o remodelarse para permitir la infiltración y migración celular, con el resultado de que la integración de la biotinta y el tejido se hace más difícil o incluso imposible.
La bio-tinta desarrollada recientemente por los investigadores de Penn State puede formar estructuras granulares de hidrogel en 3D in situ mientras controla la porosidad de las estructuras creadas. Este paso finalmente permite desacoplar la rigidez de los hidrogeles de su porosidad.
De esta forma, se resolvió el problema del “atasco” sin perjudicar las propiedades positivas de los hidrogeles granulares. En el próximo paso, este método se extenderá a otras plataformas granulares hechas de microgeles poliméricos sintéticos, naturales o híbridos. Los investigadores esperan sacar conclusiones sobre la idoneidad de la biotinta granular producida con nanotecnología para el cultivo y la regeneración de tejidos. Este sería en última instancia el requisito previo para los órganos producidos artificialmente.
