La impresión 3D y la medicina tienen un contacto cada vez más profundo y relevante para el futuro de la humanidad. De hecho, la bioimpresión es uno de los campos líderes en innovación. Con estas técnicas, células y materiales se combinan y son depositados capa por capa para crear partes biomédicas que tienen las mismas propiedades que los tejidos naturales. El mayor reto que se tiene actualmente es imprimir exitosamente un órgano humano completamente funcional.

 

Seguramente ya sabes o has leído o escuchado que año tras año la cantidad de personas que necesitan trasplantes aumenta. Además, esta lista de personas siempre ha sido mucho más grande que la cantidad de donantes u órganos donados. Por tanto, parece que la única solución es la impresión 3D.

 

La bioimpresión 3D tiene sus orígenes en el año 1988, año en el que el Dr. Robert J. Kleb de la Universidad de Texas presentó un proceso para posicionar células con el objetivo de construir tejidos sintéticos de dos y tres dimensiones utilizando una impresora de inyección de tinta común.

 

En el año 2002, el Profesor Anthony Atala de la Universidad Wake Forest creó el primer órgano usando impresión 3D, un pequeño riñón a escala.

 

En el año 2010, el laboratorio Organovo comienza a trabajar en la primera bioimpresora 3D comercial, la NovoGen MMX. Esta empresa ha realizado avances en la fabricación de tejido óseo y tejido hepático.

 

Actualmente existen cinco tecnologías para la bioimpresión.

 

1) Bioimpresión por inyección de tinta (Inkjet Bioprinting)

 

Esta tecnología está basado en el clásico proceso de inyección de tinta. Consiste en depositar gotas de biotinta, capa tras capa, sobre un soporte de hidrogel o una placa de cultivo. Las impresoras 3D tradicionales tipo FDM pueden ser modificadas para que realicen un proceso similar.

 

Algunos científicos han hecho grandes avances usando esta técnica. Por ejemplo, moléculas como las de ADN han sido duplicadas exitosamente, facilitando el estudio de células cancerígenas y sus posibles tratamientos. Células que ayudan a combatir el cáncer de seno también han sido fabricadas exitosamente usando esta técnica. Organovo está interesado sobre todo en los tejidos del hígado, ya que hay muchas personas esperando un donante de este órgano. Lo que pretenden es arreglar la parte dañada de este órgano para así aumentar aumentar su vida y que el paciente tenga más tiempo hasta encontrar un trasplante. Es necesario tener en cuenta que el proceso de espera puede tomar varios años.

 

 

2) Bioimpresión por extrusión (extrusion bioprinting)

 

Es una especie de evolución de la técnica anterior. Presenta ciertas ventajas tales como la incoporación directa de células y una distribución más homogénea de estas.

 

 

3) Bioimpresión asistida por láser

Este método usa un láser como fuente de energía para depositar biomateriales en un receptor. La técnica consta de tres partes: una fuente láser, una cinta cubierta con materiales biológicos y un receptor. Los rayos láser irradian la cinta, haciendo que los materiales biológicos líquidos se evaporen y lleguen al receptor en forma de gotas. Estas gotas contienen un biopolímero, que retiene la adhesión de las células y ayuda a que la célula comience a crecer. En comparación con otras tecnologías, la bioimpresión asistida por láser tiene ventajas únicas. Algunas ventajas específicas incluyen que es un proceso sin boquillas y sin contacto que permite la impresión celular de alta resolución y el control de gotas de biotina

 

Esta tecnología está siendo usada por L’Oréal y por la empresa francesa de bioimpresión Poietis para estimular el crecimiento de cabello a través de la impresión 3D de folículos capilares.

 

 

4) Estereolitografía

 

Como seguramente ya conocen, esta tecnología solidifica un fotopolímero usando luz ultravioleta. Tiene una gran precisión de fabricación y es adecuado para la bioimpresión ya que imprime con hidrogeles que son sensibles a la luz. Esta tecnología todavía está en desarrollo porque tiene muchas limitaciones, como la falta de biocompatibilidad y biodegradabilidad de los polímeros y la incapacidad para eliminar los soportes.

 

 

5) Bioimpresión por ondas acústicas

 

Esta tecnología fue desarrollada por la Universidad Carnegie Mellon, la úniversidad del Estado de Pensilvania y por el MIT. Utiliza “abrazaderas acústicas”, un dispositivo microfluídico que permite manipular células o partículas utilizando ondas acústicas superficiales. Al usar este dispositivo, los investigadores pueden manipular dónde se encontrarán las ondas a lo largo de cada uno de los tres ejes. En estos puntos de encuentro, las ondas formarán un nodo que captura células individuales. Estas células se juntan para crear patrones 2D y posteriormente en 3D. Es una técnica general que ofrece un alto rendimiento en términos de precisión de movimiento.

 

 

Finalmente, hay una sexta alternativa para la impresión actualmente, aunque esta no intenta fabricar un órgano completo. La técnica SWIFT, desarrollada por investigadores del Instituto Wyss de Harvard para la ingeniería bioinspirada, permite la bioimpresión de vasos sanguíneos en tejidos vivos, con el objetivo de usarlos para reparar órganos.

 

Analizando el futuro de la bioimpresión 3D, surgen muchas preguntas: ¿quiénes podrán acceder a este tipo de costosos tratamientos?, y además, ¿será posible analizar la eficacia y seguridad de los mismos? ¿qué consideraciones legales será necesario establecer para poder comenzar a imprimir y trasplantar órganos? ¿Será posible imprimir súper-órganos para dar origen a súper-humanos? Como por ejemplo huesos súper resistentes, o pulmones de mayor capacidad.