Desarrollan impresora 3D para crear tejidos biológicos complejos

A través de un estudio financiado por la Oficina de Investigación Naval y los Institutos Nacionales de Salud, ambos de Estados Unidos, un equipo de investigadores desarrolló una impresora 3D que incluye una nueva técnología que permite construir “biomateriales a partir de otros materiales“.   Esto podría ser el estado previo a la impresión bajo demanda de tejidos biológicos artificiales complejos, que se podría utilizar en distintos tipos de cirugía, incluidos trasplantes.

Alí Khademhosseini, profesor de Ingeniería en UCLA Samueli School of Engineering, es quien estuvo a cargo del equipo de investigadores durante el estudio.

La técnica que utilizaron se basa en un proceso de luz llamado estereolitografía.  Esta técnica aprovecha una impresora 3D personalizada por Khademhosseini, la cual posee dos componentes que son la clave del proceso: el primero es un chip microfluídico, una plataforma pequeña y plana de tamaño similar a un chip de computadora, con múltiples entradas que “imprimen” un material diferente y el segundo componente es un micro espejo digital, una matriz de más de un millón de pequeños espejos que se mueven independientemente.

Para crear los biomateriales a través de la impresora 3D, utilizaron diferentes tipos de Hidrogeles, unos polímeros con características particulares, los cuales luego de pasar por la impresora forman como andamios que que los tejidos crezcan.

En cuanto a los micro espejos utilizados son los encargados de dirigir la luz sobre la superficie de impresión y las áreas iluminadas indican el contorno del objeto 3D que se está imprimiendo.   Además la luz también ayuda a desencadenar enlaces moleculares para formar en los materiales.  Este último proceso produce la solidificación de los hidrogeles.   A media que la impresión avanza, los micro espejos cambian el patrón de la luz para poder indicar la forma de la próxima capa de impresión.

Este es el primer proceso en utilizar múltiples materiales para la bio impresión estereolitográfica automática, ya que hasta ahora este tipo de impresión utilizaba un solo tipo de material.  De acuerdo a los investigadores, si bien en las pruebas se utilizaron 4 tipos de bio tintas, el proceso podría utilizar las que sean necesarias, sin establecer un número límite.

En las primeras pruebas crearon estructuras simples y luego comenzaron a crear estructuras 3D complejas imitando partes del tejido muscular y tejidos que se conectan al esqueleto.  También imprimieron simulaciones de tumores con redes de vasos sanguíneos (podrían usarse para estudios de cáncer).  Por último probaron tejidos impresos implantándolos en ratas, los cuales no fueron rechazados.

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