Impresiones 3D en la medicina Humana
Una impresora 3D es una máquina capaz de realizar réplicas de diseños en 3D, creando piezas o maquetas volumétricas a partir de un diseño hecho por ordenador, descargado de Internet o recogido a partir de un escáner 3D. Surgen con la idea de convertir archivos de 2D en prototipos reales o 3D. Comúnmente se ha utilizado en la pre fabricación de piezas o componentes, en sectores como la arquitectura y el diseño industrial. En la actualidad se está extendiendo su uso en la fabricación de todo tipo de objetos, modelos para vaciado, piezas complicadas, alimentos, prótesis médicas (ya que la impresión 3D permite adaptar cada pieza fabricada a las características exactas de cada paciente).
3 aplicaciones medicas de la impresión 3D
1.-Creando vasos sanguíneos.
Investigadores de la Universidad de Pensilvania y el Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT) han descubierto un modo de imprimir vasos sanguíneos, usando azúcar como “tinta” en una impresora RepRap. Los investigadores publicaron su descubrimiento en Nature y resumieron los resultados en una declaración.
Más que intentar imprimir un gran volumen de tejido y dejar canales en una aproximación capa a capa, los investigadores se centraron en la vascularización y diseñaron filamento 3D en un sistema vascular asentado en un molde, lo cual permite eliminar el molde y la plantilla una vez se desarrolla el tejido alrededor de los filamentos. La fórmula utilizada, una combinación de sacarosa y glucosa con dextrano y refuerzo estructural, se imprime con una RepRap, una impresora 3D de código abierto con un extrusor diseñado al efecto y un software de control. Un paso importante en la estabilización de las plantillas de azúcar es la aplicación de una fina película de polímero degradable derivado del maíz. Este recubrimiento permite a la plantilla de azucar ser disuelta y salir del gel a traves de los canales, sin inhibir la solidificación del mismo ni dañando a las células de alrededor. Una vez se elimina el azucar, los investigadores comienzan a dejar fluir un líquido a través de la estructura vascular y las células comienzan a recibir nutrientes y oxígeno de forma similar a lo que ocurre en la naturaleza
2.-Una nueva piel, gracias a la impresión 3D
Los injertos de piel llevan ya tiempo formando parte de los tratamientos médicos, siendo a la vez extremadamente dolorosos, ya que se cogen fragmentos de piel sana para cubrir una zona dañada del cuerpo. Cuatro estudiantes de la Universidad de Leiden (Holanda) han desarrollado un proceso, combinando una impresora 3D y la tecnología que mencionabamos antes, de celulas madre inducidas (iPS) que permiten crear células madre a partir de células ya diferenciadas. Dado que las células madre inducidas se desarrollan a partir de las propias células del paciente, se reducirían las respuestas inmunes al nuevo tejido. La importancia de este descubrimiento radica sobre todo en el tratamiento de heridas de gran extensión, dada la dificultad de encontrar injertos de piel de ciertos tamaños.
3.-Imprimiendo células madre
Las células madre embrionarias son aquellas capaces de mantener su pluripotencial, es decir, de generar posteriormente las características que las diferenciarán en cualquier otro tipo de célula (óseas, cerebrales, musculares…).
La impresión 3D ha permitido que un grupo de la Universidad escocesa Heriot Watt produzca racimos de células madre. El método usado es el de la impresión basada en válvulas, para manterner estas células en un alto nivel de viabilidad, y producir esferoides de un tamaño uniforme con una precisión adecuada, tal como han publicado en la revista especializada Biofabrication.
Estos científicos se han interesado particularmente en las células hepáticas, debido a su importancia en el metabolismo de medicamentos y drogas en el organismo. Actualmente, la experimentación en el campo farmacéutico se realiza usando células, o directamente animales, por lo que la capacidad de imprimir y generar tejido tridimensional humano permitirá modelizar los test farmacéuticos, e incluso, eliminar la experimentación sobre animales.
Por otro lado, también podria ser el futuro de la “medicina personalizada”, aunque los costes de esto todavía son extremadamente altos, pero se espera que algún dia, uno pueda probar su medicamento de esta forma, antes de tomarlo. Y finalmente, abre la puerta a la “implantación” in situ de estas células, dentro del propio cuerpo, para evitar los rechazos asociados al transplante de órganos, lo cual podría ahorrar numerosos costes en el futuro. Pero hablamos de un futuro muy lejano, de momento, ya que para conseguir (generar un órgano completo) se necesita introducir delicadas estructuras vasculares dentro del órgano, para transportar los nutrientes y eliminar los desechos, para poder garantizar la supervivencia del mismo.
Por supuesto, a la hora de trabajar con células madre embrionarias, se ha de tener en cuenta el factor ético, y es que para generarlas se han de destruir embriones; por otro lado, una vez tenemos las células madre, estas pueden ser replicadas en el laboratorio de forma indefinida, lo cual también genera cuestiones éticas.
