Cartílago generado por impresión 3D a partir de hebras de biotinta

El cartílago es un tejido que no puede repararse por sí mismo. Una vez está dañado, continúa de esta forma. Por otro lado, afortunadamente, es un tejido mucho más fácil que los de otros tipos a la hora de trabajar con él en bioimpresión a gran escala, ya que está hecho de solo un tipo de célula y no posee vasos sanguíneos.

Los intentos previos de hacer crecer cartílago empezaron con células insertadas en un hidrogel, una sustancia compuesta por cadenas de polímeros y que en aproximadamente un 90 por ciento es agua. El hidrogel es el componente principal de muchos andamios para favorecer el crecimiento de tejidos biológicos siguiendo patrones predeterminados.

Sin embargo, los hidrogeles no permiten que las células crezcan de manera plenamente normal. Confina las células y no permite que se comuniquen entre sí con la facilidad con la que lo hacen en tejidos nativos. Esto lleva a tejidos que no poseen suficiente integridad mecánica. En algunos casos, la degradación del hidrogel puede asimismo producir compuestos tóxicos que son perjudiciales para el crecimiento celular.

El equipo de Ibrahim T. Ozbolat, de la Universidad Estatal de Pensilvania en University Park, Estados Unidos, ha desarrollado un método para producir tejidos a mayor escala sin usar un andamio. En este método, Ozbolat y sus colaboradores crean un diminuto tubo con un diámetro de alrededor de 1 milímetro, hecho de alginato, un extracto de alga. Después inyectan células de cartílago en él y permiten que crezcan durante cerca de una semana y se adhieran entre sí. Dado que las células no se pegan al alginato, se puede retirar el tubo y estas quedan como una hebra de cartílago.

La impresora 3D deposita filas de hebras de cartílago siguiendo cualquier patrón que elijan los investigadores. Después de una media hora, el las hebras de esta masa de cartílago se adhieren unas a otras lo suficiente como para que el objeto resultante tenga una consistencia adecuada y pueda ser movido a una placa de Petri. Los investigadores colocan entonces el bloque de cartílago en un medio nutriente para permitirle completar el proceso que lo convierte en una masa plenamente cohesionada de tejido; las hebras se unen del todo y se fusionan entre sí.

Ozbolat y sus colaboradores pueden fabricar hebras de cualquier longitud que se requiera. Dado que no hay andamio, el proceso de imprimir el cartílago puede ser ampliado sin depender de las características del andamio, así que los bloques pueden hacerse también más grandes. Con esta técnica, es posible emular cartílago articular real mediante la estrategia de imprimir hebras verticalmente y después horizontalmente, reproduciendo la arquitectura natural.

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