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Impresión rápida en 3D de materiales con células vivas para la sustitución de órganos

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Investigadores de la Universidad de Buffalo (Nueva York) han desarrollado una nueva técnica que permite imprimir rápidamente en 3D materiales de hidrogel que contienen células viables. Los investigadores esperan que su método allane el camino para la impresión de órganos en 3D en el futuro.

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Entre las limitaciones actuales se encuentra la lentitud de la impresión en 3D, que da lugar a una escasa viabilidad de estas construcciones impresas. La nueva técnica, denominada impresión estereolitográfica rápida de hidrogeles (FLOAT), reduce significativamente las tensiones ambientales que sufren las células encapsuladas, típicas de otras técnicas.

La escasez de órganos de donantes para trasplantes ha impulsado un enorme esfuerzo de investigación para desarrollar alternativas producidas en laboratorio. La impresión en 3D es muy prometedora en este sentido, y los investigadores esperan que algún día se pueda imprimir un órgano completo. Este concepto suele implicar la impresión de una matriz biocompatible, como un hidrogel, que contiene células vivas.

Sin embargo, el proceso de impresión puede ser duro para las células encapsuladas, y los largos tiempos de impresión no ayudan. Con la capacidad de imprimir rápidamente construcciones de hidrogel, esta nueva técnica ayuda a las células vivas a sobrevivir al proceso de impresión. "La tecnología que hemos desarrollado es entre 10 y 50 veces más rápida que el estándar de la industria, y funciona con muestras de gran tamaño que antes eran muy difíciles de conseguir", afirma Ruogang Zhao, investigador que participa en el estudio.

Mediante un estricto control de las condiciones de fotopolimerización, la técnica puede producir construcciones de hidrogel de tamaño centimétrico en cuestión de minutos. El equipo también probó su capacidad para imprimir células y redes de vasos sanguíneos incrustados, que serán cruciales para el correcto funcionamiento de los órganos impresos en 3D. De hecho, los investigadores han demostrado que es muy adecuado para esta tarea.

"Nuestro método permite la impresión rápida de modelos de hidrogel de tamaño centimétrico. Reduce significativamente la deformación de las piezas y las lesiones celulares causadas por la exposición prolongada a las tensiones ambientales que se ven habitualmente en los métodos convencionales de impresión en 3D", afirma Chi Zhou, otro de los investigadores que participan en el estudio.

Las redes de vasos impresos dentro de las construcciones de hidrogel permiten que la solución nutritiva penetre profundamente en las construcciones, un factor crucial para conseguir órganos impresos viables.

Vea a continuación un vídeo que muestra el proceso de impresión.