La bioimpresora 3-D produce una piel humana funcional 'adecuada para trasplante'

Investigadores en España informan que han desarrollado una bioimpresora 3-D capaz de producir piel humana que es adecuada para trasplantes en pacientes o para probar medicamentos y cosméticos.
Investigadores en España han desarrollado una bioimpresora 3-D que produce la piel adecuada para el trasplante en pacientes. Actualmente está en proceso de aprobación europea.
Crédito de la imagen: UC3M

El equipo, que incluye un grupo de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) en España, describe el avance en la revista Biofabricación.

La impresión 3-D es una nueva tecnología emergente con aplicaciones en muchos campos. En medicina, por ejemplo, varios grupos en todo el mundo están explorando formas de utilizar la impresión en 3-D para hacer crecer los tejidos y órganos complejos del cuerpo humano.

Un grupo ha creado con éxito un oído humano, mientras que otro está trabajando en la impresión de tejido óseo en 3-D.

Uno de los desafíos de hacer partes del cuerpo humano con la impresión en 3-D no solo es replicar la complejidad de las estructuras, sino también garantizar que sobrevivan al trasplante en un cuerpo vivo.

Los investigadores en España ya han estado diseñando la piel de dos capas basada en plasma que se ha utilizado con éxito para tratar quemaduras y otras heridas en una gran cantidad de pacientes.

Con este método, sin embargo, puede llevar 3 semanas producir la cantidad de piel necesaria para cubrir una quemadura extensa o una herida grande. El otro inconveniente es que gran parte del proceso se realiza manualmente.

Gran área de piel impresa en 35 minutos

En el nuevo estudio, los autores informan cómo el método de bioimpresión 3-D que desarrollaron generó una gran área de piel (100 x 100 centímetros) en menos de 35 minutos, incluidos los 30 minutos "necesarios para la gelificación de fibrina".

En lugar de los cartuchos de tintas de colores normalmente asociados con la impresión, la bioimpresora 3D usa componentes biológicos. Los expertos dicen que estas "bio-tintas" son la clave para la impresión exitosa en 3-D de tejidos y órganos humanos.

Al igual que con su método manual basado en plasma existente, la tecnología de impresión de piel que el equipo de España ha desarrollado genera dos capas de piel: la epidermis y la dermis.

Imprime la epidermis, incluido el estrato córneo (la capa protectora más externa que comprende células queratinizadas). Luego, imprime la dermis más profunda y gruesa, completa con fibroblastos que producen colágeno (la proteína que le da a la piel su fuerza y ??elasticidad).

Uno de los investigadores, Juan Francisco del Cañizo del Hospital General Universitario Gregorio Marañón y la Universidad Complutense de Madrid, señala:

"Saber cómo mezclar los componentes biológicos, en qué condiciones trabajar con ellos para que las células no se deterioren y cómo depositar correctamente el producto es fundamental para el sistema".

Una computadora controla el proceso de bioimpresión para depositar con precisión las bio-tintas en una cama de impresión para hacer la piel.

'Indistinguible de la piel bicapa producida manualmente'

Los investigadores llevaron a cabo dos tipos de pruebas en la piel: una en tubos de ensayo y la otra, para probar los efectos a más largo plazo en un animal vivo, después del trasplante en ratones inmunodeficientes. Ellos notan los resultados:

"En ambos casos, la piel generada era muy similar a la piel humana y, además, era indistinguible de los equivalentes dermoepidérmicos de dos capas, hechos a mano en nuestros laboratorios".

El equipo ve dos aplicaciones para la nueva técnica. Una es producir piel no específica para una persona a partir de un stock de células a gran escala para la investigación y pruebas de laboratorio de cosméticos y drogas. El otro es producir piel específica para la persona usando células de pacientes individuales para tratar quemaduras y otras heridas.

La bioimpresora 3-D solo utiliza componentes humanos para producir piel activa que produce su propio colágeno humano. Los investigadores señalan que, a diferencia de otros métodos, no utiliza colágeno animal.

Las bio-tintas utilizadas en el estudio están patentadas por el Centro de Investigación Energética, Ambiental y Tecnológica (CIEMAT) en Madrid. Tienen licencia para BioDan Group, una firma privada de bioingeniería española que comercializa la tecnología. Tanto CIEMAT como BioDan colaboraron en el estudio.

"Este método de bioimpresión permite que la piel se genere de manera automatizada y estandarizada, y el proceso es menos costoso que la producción manual".

Alfredo Brisac, CEO de BioDan Group

La bioimpresora 3-D ha sido sometida a la aprobación de varios reguladores europeos. La aprobación es necesaria para garantizar que la piel impresa sea adecuada para el trasplante en pacientes con quemaduras y otras afecciones de la piel.

El equipo también está explorando cómo usar la nueva tecnología para imprimir otros tejidos humanos.

El siguiente video (en español con subtítulos en inglés) de UC3M demuestra la nueva bioimpresora 3-D.

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