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Los tejidos impresos en 3D para el oído, la piel y los vasos sanguíneos están en fase de ensayo clínico, y también se está investigando para otros órganos. Preguntamos a algunas empresas de bioimpresión si los seres humanos podrán beneficiarse de esta tecnología y cuándo.
Bioimpresión en el espacioPero el proceso de bioimpresión plantea dificultades, muchas de ellas «derivadas de la disponibilidad de biomateriales», explica Micro. «Llevamos a cabo nuestra propia investigación interna -como el desarrollo de una biotinta conductora para la regeneración de nervios periféricos y médula espinal- e identificamos biomateriales prometedores y ayudamos a los grupos de investigación que los han desarrollado a sacarlos al mercado», explica Micro. Otros de los principales retos de la bioimpresión están relacionados con la estandarización del proceso de fabricación de tejidos y la capacidad de imprimir tejidos más complejos de forma compatible con las rutinas de los médicos y las limitaciones de los hospitales, según Guillemot.Su empresa Poietis está abordando estos retos mediante el desarrollo de bioimpresoras de nueva generación «robotizadas, multimodales y de alta resolución». » Una de las bioimpresoras de Poietis se ha instalado en el Centro de Terapia Celular de los Hospitales de Marsella, ya que la empresa tiene previsto equipar los centros de terapia celular de los hospitales «para que puedan desarrollar y producir nuevas aplicaciones para los pacientes»»Instalar bioimpresoras directamente en los hospitales, en el punto de atención, puede reducir los elevados costes y los retos logísticos que se plantean cuando se trasladan células y tejidos vivos de la «fábrica» a la cabecera del enfermo», explica Guillemot.Además, la investigación en bioimpresión no se limita a los laboratorios y hospitales de la Tierra. Los investigadores de nScrypt, en colaboración con Redwire’s
Órganos impresos en 3D: pros y contras
La impresión de órganos utiliza técnicas similares a la impresión 3D convencional, en la que un modelo informático se introduce en una impresora que va colocando capas sucesivas de plástico o cera hasta producir un objeto 3D[1]. En el caso de la impresión de órganos, el material que utiliza la impresora es un plástico biocompatible[1]. El plástico biocompatible forma un andamiaje que actúa como esqueleto del órgano que se está imprimiendo[1]. [Al mismo tiempo que se coloca el plástico, se siembra con células humanas del órgano del paciente para el que se imprime[1]. Tras la impresión, el órgano se transfiere a una cámara de incubación para que las células tengan tiempo de crecer[1]. Transcurrido un tiempo suficiente, el órgano se implanta en el paciente[1].
El objetivo final de la impresión de órganos es crear órganos que puedan integrarse plenamente en el cuerpo humano como si hubieran estado ahí todo el tiempo[1]. Entre ellas, los trasplantes de órganos artificiales[2], la investigación farmacéutica[3] y la formación de médicos y cirujanos[4].
Biodispositivos Tevido
Por eso Morgan llevó a cabo una serie de experimentos insólitos durante varios meses el año pasado, en el espacio exterior. Morgan también es astronauta de la NASA. En abril de 2020 regresó de una estancia de 272 días en la Estación Espacial Internacional (ISS). Mientras orbitaba a 400 km por encima de la superficie terrestre, Morgan creó tejido vivo, célula a célula, utilizando una impresora 3D y algo llamado biotinta.
«Es como cambiar el cartucho de una impresora en casa», explica Morgan sobre el equipo que utilizó. «Pones el cartucho de tinta, dejas que se desarrolle el cultivo y luego sacas el casete de tejido para analizarlo».
«Cuando estás imprimiendo en 3D un cultivo de tejidos en el suelo, hay una tendencia a que se colapsen en presencia de la gravedad», dice. «Los tejidos requieren algún tipo de andamio [temporal, orgánico] para mantener todo en su lugar, especialmente con cavidades como las cámaras de un corazón. Pero esos efectos no se dan en un entorno de microgravedad, por eso estos experimentos han sido tan valiosos». «Los experimentos realizados en la Estación Espacial Internacional por Andrew Morgan demostraron que se podían imprimir órganos en un entorno de baja gravedad (Crédito: Nasa)El entorno de microgravedad de la EEI era ideal para probar la Bio Fabrication Facility, que se puso en órbita en 2019 y se actualizará en 2021. Desarrollada por las empresas estadounidenses Techshot y NScrypt, está diseñada para imprimir células humanas en tejidos con forma de órgano. En un principio, Morgan lo utilizaba para probar impresiones de tejido similar al cardíaco de grosores cada vez mayores. En última instancia, sin embargo, el equipo responsable de la tecnología espera perfeccionar el equipo para poder imprimir órganos humanos completos en el espacio, que puedan utilizarse en trasplantes.
Envisiontec
Cirujanos de San Antonio han trasplantado con éxito un implante de oreja impreso en 3D a partir de células madre humanas a una mujer de 20 años que nació con microtia, un raro defecto congénito en el que se deforma el oído externo.
El proceso utiliza técnicas convencionales de impresión en 3D, en las que un modelo informático de la oreja se introduce en una impresora. Pero en lugar de utilizar materiales como plástico, metal o resina, se emplea un material biocompatible o «biotinta» para construir un andamiaje que actúa como esqueleto del tejido que se imprime. A continuación, el andamio se siembra con células del paciente y se cultiva para que las células puedan multiplicarse. A partir de ahí, el implante se trasplanta al paciente. Los investigadores afirman que, como las células proceden del tejido del propio paciente, es improbable que el organismo rechace la nueva oreja.
Aunque ya se han implantado en pacientes orejas y otros tejidos cultivados en laboratorio, el reciente anuncio de 3DBio Therapeutics marca la primera vez que se utiliza un implante impreso en 3D a partir de tejido vivo para sustituir una parte del cuerpo en un paciente.