Técnicas de fabricación aditiva aplicadas a la ingeniería tisular

La combinación del desarrollo de nuevos polímeros biodegradables y técnicas cada vez más versátiles de fabricación, como la impresión 3D, han hecho que se estén comenzando a obtener estructuras llamadas "scaffolds" que actúan como soportes para el crecimiento de células que darán lugar a tejidos. Estos complejos tejido-"scaffold" resultantes se pueden utilizar en estudios posteriores o bien ser implantados en zonas dañadas de organismos.

Estructuras de crecimiento para órganos

 El objetivo final de estos avances, que ya están dando su fruto, consiste en la generación de órganos humanos completos. Este objetivo está motivando el desarrollo de nuevas herramientas que permitan el diseño y fabricación de estructuras de apoyo a la proliferación celular más eficaces. Un ejemplo claro de una de estas herramientas  es la línea de investigación (materializada en una patente) que mantienen desde 2011 en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Fabricación de la Universidad Politécnica de Madrid donde se están desarrollando sistemas CAD que permitan diseñar "scaffolds" o "andamios" basados en topologías fractales que se adaptan de forma mucho más favorable a las geometrías autosimilares presentes en los órganos.

Típica estructura fractal de un tejido

Microsistema
con canales fractales para estudios de motilidad celular

Modelo CAD de andamio fractal para ingeniería de tejidos

Como herramientas de fabricación a partir de estos modelos CAD se está experimentando con la impresión 3D mediante foto-polimerización capa a capa para obtener moldes sobre los que después se apliquen materiales biocompatibles, y la impresión directa en materiales de este tipo. La obtención de estas geometrías con micromecanizado por arranque de viruta u otras técnicas sería muy costosa o inviable.

 

Prototipado rápido mediante impresión 3D en fotopolímeros