Los estudiantes producen prototipos de riñón artificial impresos en 3D

Ha habido una serie de aplicaciones médicas prometedoras en la impresión 3D en los últimos meses. El último de ellos proviene de estudiantes de ingeniería química de la Universidad de Connecticut, que han utilizado la impresión 3D para desarrollar dos prototipos para un riñón artificial.

Las últimas innovaciones en impresión 3D incluyen la reparación de la cara de una víctima de choque y la creación de modelos de tumores in vitro y máquinas de reciclaje de sangre.

Noticias médicas hoy también informó recientemente sobre la creación de riñones impresos en 3D por cirujanos en Japón. Sin embargo, estos riñones impresos en 3D no fueron diseñados para ser órganos funcionales y artificiales, sino que fueron utilizados como modelos individualizados por el paciente para que los cirujanos con cáncer de riñón practiquen.

Actualmente, las únicas opciones de tratamiento para la enfermedad renal son el trasplante de órganos o la diálisis. Sin embargo, la diálisis es solo una solución temporal, y es costosa, y la demanda de riñones trasplantables supera con creces la oferta disponible.

Los datos de la Fundación Nacional del Riñón muestran que hay casi 100,000 personas en los Estados Unidos que esperan un trasplante de riñón, sin embargo, solo se realizaron 14,000 trasplantes de riñón este año. Se calcula que cada mes se agregan 2.500 pacientes a la lista de espera para un trasplante de riñón.

Según el Sistema de Datos Renales de EE. UU., La enfermedad renal terminal (ESRD) fue responsable de más de 90,000 muertes en 2009, por lo que el desarrollo de un riñón artificial funcional y rentable podría tener un impacto transformador en los resultados de ESRD.

Prototipos desarrollados como parte del desafío del proyecto de diseño senior

Anson Ma, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular y el Instituto de Ciencia de Materiales de la Universidad de Connecticut (UConn) encargó a dos equipos de estudiantes de ingeniería química tres personas con la creación de un riñón artificial para su proyecto de diseño senior utilizando impresión 3D .

"El objetivo del proyecto de diseño es lograr que estos estudiantes combinen la última tecnología y sus conocimientos de ingeniería química, aprendidos durante sus 4 años en UConn, para resolver un problema técnico donde podemos marcar la diferencia", dice el Prof. Ma. "¿Pueden impulsar la tecnología más?"

Los estudiantes se asociaron con ACT Group, una compañía de impresión 3D comercial, para producir sus prototipos como parte de un esfuerzo de diseño de un año.

Mientras tanto, los dos equipos adoptaron un enfoque ligeramente diferente para resolver el problema. Un equipo examinó técnicas como la electrodiálisis y la ósmosis directa, y el otro equipo amplió la tecnología de membrana de fibra hueca ya utilizada en la hemodiálisis tradicional.

Debido a que las resoluciones de impresión 3D no son lo suficientemente bajas como para imprimir una estructura que pueda filtrar la sangre, solo se imprime en 3D el revestimiento del riñón.

Benjamin Coscia, uno de los seniors que trabajó en el prototipo de membrana de fibra hueca, explica:

"Se instalarán membranas de fibra hueca en el interior para realizar la función de filtración. Luego se sellará el riñón utilizando los hilos y las juntas tóricas de sellado. Se circulará un fluido llamado dializado en el exterior de las membranas, dentro del casco. , que causará el flujo de componentes de la sangre. Una corriente de desechos mantiene la capacidad de la persona para orinar. La parte exterior de la carcasa se puede utilizar como sustrato para el crecimiento del material biológico para facilitar la integración en el cuerpo ".

El Grupo ACT ayudó a los equipos a seleccionar los polímeros apropiados y las mejores impresoras para usar. Los prototipos fueron presentados en el Día de Demostración de Diseño Senior de la Escuela de Ingeniería de UConn.

"El mayor desafío al abordar el proyecto fue aplicar el conocimiento de ingeniería que hemos adquirido durante nuestros años de pregrado a una aplicación biológica más compleja", dice el alto directivo Guleid Awale. "Esto nos obligó a salir de nuestra zona de confort y confiar en nuestras habilidades para resolver problemas a fin de encontrar soluciones viables".

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