Bioimpresión de tejidos y órganos personalizados dentro del cuerpo: un gran avance en la medicina regenerativa

La bioimpresión in situ, que implica la impresión en 3D de estructuras y tejidos biocompatibles directamente dentro del cuerpo, ha experimentado un progreso constante en los últimos años. En un estudio reciente, un equipo de investigadores desarrolló una bioimpresora portátil que aborda las limitaciones clave de los diseños anteriores, es decir, la capacidad de imprimir múltiples materiales y controlar las propiedades fisicoquímicas de los tejidos impresos. Este dispositivo allanará el camino para una amplia variedad de aplicaciones en medicina regenerativa, desarrollo y prueba de fármacos y ortesis y prótesis personalizadas.

El surgimiento de la medicina regenerativa ha resultado en mejoras sustanciales en la vida de los pacientes en todo el mundo a través del reemplazo, reparación o regeneración de tejidos y órganos dañados. Es una solución prometedora para desafíos como la falta de donantes de órganos o los riesgos asociados a los trasplantes. Uno de los principales avances en medicina regenerativa es la bioimpresión in situ (o «in situ»), una extensión de la tecnología de impresión 3D, que se utiliza para sintetizar directamente tejidos y órganos dentro del cuerpo humano. Muestra un gran potencial para facilitar la reparación y regeneración de tejidos y órganos defectuosos.

Aunque se han realizado avances significativos en este campo, las tecnologías de bioimpresión in situ utilizadas actualmente no están exentas de limitaciones. Por ejemplo, ciertos dispositivos solo son compatibles con tipos específicos de biotinta, mientras que otros solo pueden crear pequeños parches de tejido a la vez. Además, sus diseños suelen ser complejos, lo que los hace inasequibles y restringe sus aplicaciones.

En un estudio innovador publicado en Biofabricaciónun equipo de investigación que incluye al Sr. Erik Pagan y al Profesor Asociado Mohsen Akbari de la Universidad de Victoria en Canadá, desarrolló una bioimpresora portátil in situ con un conveniente diseño modular que permite la impresión de estructuras biocompatibles complejas.

«Hace dos décadas, a mi madre le diagnosticaron cáncer de mama, lo que eventualmente condujo a la extirpación de su seno. Esto afectó considerablemente su bienestar. Me hizo darme cuenta de que una tecnología como la bioimpresión manual no solo podría ayudar a desarrollar implantes mamarios personalizados reconstrucción que coincida con la forma y el tamaño del tejido del paciente, pero que también se utilice para crear modelos de tumores para el estudio de la biología del cáncer de mama. Tales aplicaciones podrían mejorar significativamente los resultados del tratamiento para los pacientes afectados», dice el profesor Akbari al hablar sobre su motivación subyacente a este estudiar.

Una característica clave del dispositivo portátil es la presencia de múltiples cartuchos de biotinta, cada uno controlado de forma independiente por un sistema neumático. Debido a esto, el operador del dispositivo tiene un amplio control sobre la mezcla de impresión, lo que facilita el desarrollo de estructuras con las propiedades requeridas. Además, el dispositivo tiene un módulo de refrigeración y un módulo de fotocurado de diodos emisores de luz, que proporcionan un control adicional.

Esta versátil bioimpresora in situ tiene varias aplicaciones. El Prof. Akbari explica: «La bioimpresión in situ es adecuada para reparar grandes defectos causados ​​por traumatismos, cirugía o cáncer, lo que requiere construcciones de tejido a gran escala. A largo plazo, esta tecnología puede eliminar la necesidad de donantes de órganos y, al mismo tiempo, reducir los riesgos asociados con el trasplante, lo que permite a los pacientes disfrutar de una vida más larga y saludable».

Otra aplicación potencial notable de este dispositivo es la producción de sistemas de administración de fármacos. Un operador podría construir andamios o estructuras que liberen una cantidad precisa de medicamentos y células en lugares específicos dentro del cuerpo. Esto haría que los medicamentos fueran más eficientes, minimizaría los efectos secundarios asociados con ellos y mejoraría su seguridad. La tecnología que se informa en este documento también puede acelerar el descubrimiento de nuevos medicamentos al permitir que los científicos desarrollen modelos de prueba de medicamentos más precisos.

Además, tiene potencial para desarrollar prótesis e implantes ortopédicos personalizados. Debido a su naturaleza portátil, esta bioimpresora puede ayudar a los médicos a comparar la anatomía del tejido de un paciente con mayor precisión y comodidad, mejorando así la funcionalidad y la estética de la construcción bioimpresa.

Los hallazgos de este estudio pueden beneficiar significativamente a los investigadores y médicos dedicados a mejorar el alcance de la medicina regenerativa y permitir la investigación colaborativa, lo que puede acelerar un mayor desarrollo de esta tecnología.