Imprimiendo tejidos vivos

Laboratorio del IBEC: Bioimpresora 3D

La impresión 3D está revolucionando la industria a pasos de gigante. La posibilidad de imprimir cualquier cosa que puedas diseñar permite dar rienda suelta a la imaginación.

Los sistemas de impresión 3D son muy diversos pero el más común es el que aplica la tecnología FDM (Fused Deposition Modeling), o tecnología de modelado por deposición fundida. Este sistema consiste en fundir el material hasta que queda en un estado semilíquido y es depositado para ir construyendo el objeto capa a capa. El material se endurece casi de forma inmediata al depositarse y de esta manera se crean figuras rígidas. Cuanto más finas sean las capas, más precisión tendrán las figuras que se impriman.

Esta tecnología tiene más de 20 años, pero ha sido en los últimos 2 años, cuando ha empezado a popularizarse gracias a la comercialización de impresoras 3D a precios más asequibles.

La bioingeniería también se beneficia de esta tecnología y cada vez es más común la impresión 3D de modelos anatómicos para su estudio.

Lo que tal vez no era tan fácil de imaginar, es poder llegar a imprimir tejidos vivos. La tecnología actual ya nos permite hacerlo aunque con algunas limitaciones, se trata de un gran avance con muchísimas posibilidades a explorar.

Existen las denominadas bioimpresoras 3D que permiten crear estructuras en tres dimensiones utilizando biotintas: una mezcla de células con materiales biocompatibles -materiales que nuestro organismo reconoce como propios sin rechazarlos–. Estas estructuras sirven de matriz de soporte para que las células puedan crecer y crear así artificialmente una estructura similar a la de un tejido vivo.

A la izquierda: imágenes de microscopía fluorescente de células madre mesenquimales de ratón después de cuatro días de cultivo en un andamio híbrido impreso en 3D

Imágenes de microscopía de células madre de ratón después de cuatro días de cultivo en un andamio impreso en 3D

no de los problemas que surgen al imprimir tejidos es la de crear espacio entre las capas de material, un espacio que es indispensable para albergar vasos sanguíneos, por ejemplo.

Actulamente ya es posible imprimir cartílago y piel con esta tecnología. Podemos por ejemplo, imprimir una oreja, que es una estructura formada fundamentalmente por cartílago y que carece prácticamente de vasos sanguíneos, resultando relativamente fácil de imprimir de una sola pieza.

La cosa se complicaría si quisiéramos imprimir una estructura parecida al corazón, que alberga cuatro tipos celulares distintos (cardiomiocitos, fibroblastos cardiacos, células endoteliales y células vasculares de músculo liso) con diversas funciones y complejos mecanismos mecánicos y eléctricos. El corazón además, está compuesto por un entramado de vasos sanguíneos que complican todavía más el poder reproducirlo en un laboratorio.

En el IBEC disponemos de la tecnología y los recursos para optimizar estos procesos de impresión de tejidos vivos y así poder llegar a superar las barreras actuales haciendo que la impresión de órganos deje de ser una utopía para convertirse en una realidad.

 

 

Bibliografia

Echalier, R. Levato, M. A. Mateos-Timoneda, O. Castaño, S. Déjean, X. Garric, C. Pinese, D. Noel, E. Engel, J. Martinez, A. Mehdi & G. Subra (2017). Modular bioink for 3D printing of biocompatible hydrogels: sol–gel polymerization of hybrid peptides and polymers. RSC Adv., 2017, 7, 12231

Arturo Urrios, Cesar Parra-Cabrera, Nirveek Bhattacharjee, Alan M Gonzalez-Suarez, Luis Guillermo Rigat Brugarolas, Umashree Nallapati, Josep Samitier, Cole DeForest, Francesc Posas, Jose L Garcia-Cordero and Albert Folch (2016). 3D-Printing of Transparent Bio-Microfluidic Devices in PEG-DA. Lab Chip, 16, 2287-2294

Redacción (2016) Más cerca de la impresión de órganos en 3D El Español