Impresión en 3D de nuevas piezas para corazones humanos dañados

Unos investigadores han desarrollado un nuevo método de complejo de bioimpresión en 3D de estructuras de alta resolución a partir de colágeno, el ladrillo primario de construcción extracelular para numerosos tejidos humanos. En un estudio reciente, estos científicos han demostrado un nuevo y "fresco" enfoque de bioimpresión tridimensional.

Este nuevo método supera limitaciones tecnológicas previas, demostrando su capacidad para imprimir en tres dimensiones mediante el uso de colágeno con estructuras y tejidos cardíacos complejos que replican en buena parte la forma y función de los que se encuentran en el corazón humano natural.

A pesar de su gran potencial, el uso generalizado de técnicas de impresión 3D en aplicaciones biomédicas a menudo se enfrenta a limitaciones técnicas, como la poca fidelidad de los tejidos y las bajas resoluciones de impresión. Por eso, si bien es un objetivo muy buscado, la impresión con células vivas o biomateriales blandos como el colágeno constituye un importante reto.

El nuevo método para bioimprimir colágeno directamente en tres dimensiones es obra de Andrew Lee (de la Universidad Carnegie Mellon en la ciudad estadounidense de Pittsburgh) y sus colegas.

Los autores del estudio desarrollaron una segunda repetición mejorada de la técnica de bioimpresión en 3D FreeForm Reversible Embedding of Suspended Hydrogels (FRESH v2.0), en la que se utilizan cambios rápidos en el pH para solidificar el colágeno extruido con un control preciso.

Este método puede crear complejas arquitecturas de tejido estructural y funcional que permiten una mayor integración con células vivas o con una vasculatura compleja, con resoluciones de impresión de hasta 10 micrómetros.

Un investigador muestra un ejemplo de estructura cardíaca bioimpresa en colágeno. (Imagen: Carnegie Mellon University College of Engineering)

El equipo de Lee utilizó este método para diseñar e imprimir en 3D partes funcionales del corazón humano a partir de colágeno y células humanas, incluido tejido cardíaco, ventrículos contráctiles e incluso un corazón neonatal.

Los estudios de validación de los corazones bioimpresos reprodujeron con precisión la estructura anatómica de la resonancia magnética específica del paciente, así como los componentes cardíacos impresos con células musculares cardíacas humanas, que lograron una avanzada funcionalidad contráctil. (Fuente: AAAS)