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Nuevo Bioink para la impresión en 3D y la terapia de proteínas

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Investigadores de la Universidad de Texas A&M han desarrollado un biointinto de hidrogel imprimible en 3D que contiene nanopartículas minerales que pueden proporcionar terapéutica proteica para controlar el comportamiento celular. El material no provoca el sistema inmunológico y los investigadores esperan que pueda ser útil para reemplazar los tejidos dañados en la medicina regenerativa.

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La impresión en 3D es un método prometedor para crear construcciones celulares con formas y morfologías específicas. Estos pueden funcionar como implantes que permitirían la regeneración de tejidos dañados o faltantes. Sin embargo, las estructuras de impresión en 3D que contienen células delicadas o moléculas que pueden controlar el comportamiento celular, como las proteínas del factor de crecimiento, son todo un reto. Esto requiere que los investigadores equilibren las necesidades fisiológicas y la sensibilidad de los materiales biológicos con las limitaciones físicas de un sistema de impresión en 3D.

Las construcciones impresas también deben ser adecuadas para la implantación, lo que significa que deben tener las propiedades mecánicas correctas y no deben provocar el sistema inmunológico después de la implantación. Estos desafíos inspiraron a este grupo de investigadores de Texas A&M a desarrollar un nuevo bioink para construcciones impresas en 3D.

El bioink contiene polietilenglicol (PEG), un componente polimérico no inmunogénico, por lo que es muy adecuado para materiales implantables. Sin embargo, el PEG normalmente no es aplicable a la impresión en 3D, ya que no es lo suficientemente viscoso cuando está en solución. Los investigadores resolvieron esto combinando la PEG con nanopartículas minerales, llamadas nanocapas, lo que hizo que la mezcla resultante fuera más imprimible. El bioink es inyectable y deja de fluir rápidamente y se cura en su lugar una vez en posición. Estas propiedades lo hacen muy adecuado para la impresión en 3D.

Las estructuras resultantes permitieron que las células crecieran dentro de ellas. El nanocápsula también tiene otro beneficio en los constructos: permite que las proteínas, como los factores de crecimiento, se incorporen a las estructuras para una terapia proteica a largo plazo. "Esta formulación que utiliza nanocápsulas capta la terapéutica de interés para aumentar la actividad y proliferación celular", dijo Charles W. Peak, un investigador involucrado en el estudio. "Además, la administración prolongada de la terapia bioactiva podría mejorar la migración celular dentro de andamiajes impresos en 3D y puede ayudar en la rápida vascularización de los andamiajes."

En el futuro, los investigadores podrán imprimir nuevos tejidos y órganos para la medicina regenerativa. Identificar los materiales óptimos para conseguirlo es un paso importante hacia este objetivo.