La bioimpresión 3D consigue un hito histórico: realizar piel humana

Por: Sandro García Sanz     IG:@sandrogarcia95

Los científicos de la Universidad Carlos III (Madrid) y los del Hospital Gregorio Marañón, adscritos al mismo proyecto de investigación denominado CIEMAT (Centro de Investigaciones energéticas, medioambientales y tecnológicas), han conseguido lograr un prototipo de bioimpresora en 3 dimensiones capaz de crear piel humana que puede ser utilizada en aplicaciones médicas: operaciones quirúrgicas y cómo prueba para productos cosméticos, químicos y de farmacia.  La piel puede ser transplantada tras lograr la impresión a pacientes que lo necesiten, llegando a no producir efectos adversos en el organismo o de incompatibilidad de algún tipo.

Bioimpresora 3D para la producción de piel [new.com.au]

Este avance ha sido publicado en la revista de publicaciones científicas Biofabrication , en la cual se puede comprobar cómo han llegado a conseguir este hito.

Uno de sus autores, Jose Luis Jorcano, profesor del departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial, señala que la piel "puede ser transplantada a pacientes o usada desde el punto de vista empresarial en la prueba de productos químicos, cosméticos o farmacéuticos, ya que es producida en cantidades, tiempos y precio perfectamente compatible con estos usos".

Esta piel humana, es uno de los primeros órganos humanos vivos creados por este tipo de mecanismo, que accede directamente al mercado y realiza la estructura natural de la piel de forma exacta, con una primera capa externa, la epidermis con su estrato córneo -que protege contra el medio ambiente- y otra más profunda denominada dermis, integrada de fibroblastos que producen colágeno, proteína que dota de elasticidad a la propia piel y de resistencia mecánica frente a los agentes externos.

En la bioimpresión en tres dimensiones, la clave, son las biotintas, que son utilizadas a través de jeringas con distintos componentes, y controlada a través de un sistema gestionado por ordenador y de manera ordenada para la producción de la piel.

El proceso de producción se puede realizar de dos maneras: piel "alogénica" a partir de una gran cantidad de células en stock, para procesos industriales, y piel "autóloga", creada a partir de las células del paciente, y para ser usada, por ejemplo, en quemaduras.

Las ventajas de este tipo de células son diversas: "No se utiliza el colágeno animal, que logra una piel bioactiva y abarata el proceso respecto a la producción manual", indica Alfredo Bisac, consejero delegado de Biodan Group, empresa de biotecnología que comercializa y colabora con esta tecnología.

Finalmente, este desarrollo se encuentra en fase de aprobación por las instituciones europeas, para garantizar su fiabilidad y su uso médico.

Fuentes: El País CIEMAT Biofabrication- IOPscience 

El futuro de la bioimpresión tridimensional

El reciente estreno de la serie de televisión "Westworld" ha empezado un debate sobre la bioimpresión en un futuro lejano. La serie, muestra un proceso de creación de vida artificial a través de la impresión 3D.

Estos hechos pueden llegar a tener más de realidad que de ciencia ficción en un futuro. Muchas empresas creen que la bioimpresión es el futuro de la medicina. Hoy por hoy podemos llegar a realizar una copia de nosotros mismos en simple plástico pero ¿como cambiaría nuestra concepción de la vida si esa copia fuese biológicamente igual a nosotros?

Un grupo de expertos estadounidenses lograron imprimir con una máquina propia huesos, una oreja y músculos. La empresa Organovo logró imprimir tejidos de hígado, riñón, piel, hueso...

La dificultad  de la bioimpresión está en conseguir que los tejidos sobrevivan. Necesitan conseguir su vascularización creando vasos sanguíneos. Por eso, los cartílagos, los cuales no tienen vasos vasculares, son los primeros tejidos impresos en 3D satisfactoriamente.

Con los órganos tenemos un problema añadido que es el de su variedad de tipos celulares que tiene cada uno. Por ello el corazón, aunque siendo viable, está muy lejos de lo que se podría lograr a corto plazo.

Prácticamente todos coinciden en que el último paso sera el de recrear el funcionamiento del cerebro humano para seguidamente crearlo artificialmente mediante impresión 3D.

Probablemente en un cierto tiempo veamos factible la impresión personalizada de órganos pero la impresión de un individuo completo aun se podría clasificar de ciencia ficción.

A UN PASO DE LOS RIÑONES ARTIFICIALES BIOIMPRESOS 3D

Gracias a la impresión 3D, la Universidad de Harvard ha progresado en el desarrollo de estructuras de riñón a través de la bioimpresión. Han logrado imprimir la arquitectura tubular que imita la función del riñón humano. Los científicos creen que a corto plazo podría ser empleado fuera del cuerpo y ayudar a personas con problemas renales y para probar la toxicidad de los fármacos.

A la hora de crear la arquitectura renal adaptaron la técnica bioprinting o bioimpresión de tejidos gruesos hechos con células vivas. Se utiliza silicona como molde o como capa base. Después se inyecta la biotinta que forma la estructura de los túbulos próximos renales, se deja enfriar y se retira la biotinta dejando un túbulo abierto. Una vez creada la primera estructura se añaden células vivas para que se adhieran en las mucosas del canal abierto, que necesitarán ser alimentadas durante dos meses ya que posteriormente madurarán y tendrán un funcionamiento similar al de los humanos. Los tubos renales que se crean absorben nutrientes y filtran el torrente sanguíneo.

En el siguiente vídeo se muestra el desarrollo de los túbulos proximales.

La investigadora Lewis es un referente en el área de la bioimpresión y del desarrollo de los órganos humanos. “El trabajo actual se expande aún más nuestra plataforma de bioimpresión para crear arquitecturas de tejidos humanos funcionales que tengan una relevancia tecnológica y clínica“, dijo Lewis.

La arquitectura renal impresa en 3D imita la función de un túbulo proximal de los riñones y la réplica podría ser muy similar.

(d) Representación 3D del túbulo contorneado proximal.
(f) Representación 3D del túbulo proximal renal complicada.

Este modelo se podría utilizar para evaluar las opciones de tratamiento del paciente o diagnosticar enfermedades, o cómo afectan los fármacos a la salud y el funcionamiento de nefronas (encargadas de filtrar la sangre) de un riñón.

Los investigadores creen que el enfoque es flexible, escalable y adaptable, y podría ser utilizado en el desarrollo de otros modelos de órganos impresos en 3D. "Nos hemos dirigido inicialmente esta arquitectura renal debido a que el riñón representa una necesidad clínica urgente como en todo el mundo", dijo Lewis.

Fuente: http://www.3dnatives.com/es/harvard-rinones-bioimpresos-13102016/

http://www.technologyreview.es/biomedicina/52063/los-rinones-artificiales-ya-estan-un-poco-mas/

http://www.3ders.org/articles/20161012-harvard-scientists-3d-print-living-kidney-model-a-step-forward-in-building-functional-human-tissues.html

Nueva prótesis de brazo permite que un hombre recupere el tacto

Dennis Sorenson perdió parte de su brazo izquierdo en un accidente ocurrido hace 10 años. No fue ningún accidente de tráfico ni laboral, sino que la tragedia ocurrió cuando Sorenson estaba manipulando un cohete de fuegos artificiales, el cual explotó en su manocausándole la grave lesión. Como resultado, los médicos tuvieron que amputar parte del brazo.

Desde eso entonces, Sorenson, que ahora tiene 36 años, ha estado utilizando una prótesis corriente para llevar a cabo la mayoría de las tareas diarias. El problema de las prótesis tradicionales es que, obviamente, no podemos sentir nada con ellas. Pero la suerte de Sorenson cambió cuando comenzó a formar parte de un nuevo estudio entorno a una prótesis avanzada.

Lifehand 2 es el nombre que recibe la nueva creación de un grupo de investigadores del Federal Institute of Technology de Suiza (entre otros) y permite que el usuario recupere la sensación del tacto perdida. La prótesis es colocada a través de una cirugía, en la cual además se insertan pequeños conductores eléctricos en el brazo de la persona, los cuales se encargan de conectar los sensores ubicados en los dedos con los nervios del brazo.

Lifehand 2 ha permitido que Sorenson distinga distintas cosas y texturas. Es capaz de diferenciar una pelota de baseball de una mandarina, una botella grande de una pequeña y otras comparaciones similares, todo a través del tacto por supuesto.

Sorensen dice que la experiencia es increíble, ya que por primera vez en años su brazo izquierdo y su cerebro vuelven a trabajar juntos como ocurría antes del accidente.

Reconstruyen el rostro a un joven mediante impresión 3D.

  

     Un grupo de cirujanos del hospital Morriston de Swansea (Gales) ha hecho una operación histórica al recomponer la cara desfigurada de un paciente a partir de partes construidas con técnicas de impresión 3D. El paciente de 29 años, llamado Stephen Power, había sobrevivido a un grave accidente de moto en 2012 que le había causado traumatismos múltiples y que le obligó a pasar cuatro meses internado en un hospital de Cardiff.

    La operación duró ocho horas y ha sido una de las primeras del mundo en utilizar técnicas de impresión en 3D en todas las etapas médicas del procedimiento, según ha informado The Telegraph. Los médicos tuvieron que romper los pómulos del paciente, que ya se encontraban de por sí descompuestos por el accidente, para poder reconstruir el rostro.

    Para ello los cirujanos usaron imágenes en 3D que escanearon de la cara de Power para diseñar las guías por donde cortar y colocar los huesos, así como láminas para sujetar estos. Todos los modelos, junto con las guías e implantes de titanio, fueron producidos con una impresora 3D.

   "Cortar los huesos rotos en varios fragmentos y recolocarlos en la posición correcta fue un  ejercicio tridimensional complejo", dijo uno de los médicos, Adrian Sugar. "Había que planear el proceso en tres dimensiones y por eso decidimos utilizar la impresión en 3D, que finalmente tuvo éxito", añadió.

    El paciente tiene ahora las heridas de la cara "bastante bien" a excepción de su mejilla izquierda y la cuenca del ojo. "Las fracturas están solventadas pero en la zona del ojo izquierdo no quisimos ir más lejos porque su oftalmólogo temía que dañase su vista", explicó Sugar.