Las estructuras impresas consisten en redes de decenas de miles de gotas de agua conectadas
Se han construido materiales sintéticos capaces de realizar algunas de las funciones de las células vivas utilizando un prototipo de impresora 3D especialmente modificado.
Desarrollados por investigadores de la Universidad de Oxford los nuevos materiales, llamados "redes de gotitas", podrían ser utilizados eventualmente para reemplazar el tejido humano dañado o administrar medicamentos a lugares específicos.
"No estamos tratando de hacer que los materiales se asemejan fielmente a los tejidos, sino estructuras que puedan llevar a cabo las funciones de los tejidos", dice el profesor Hagan Bayley, quien dirigió la investigación publicada en la revista Science.
Las estructuras impresas consisten en redes de decenas de miles de gotas de agua conectadas, encapsuladas en compartimentos acuosos de aproximadamente 50 micras de diámetro y que se imprimen en una película de lípido que se mantiene estable durante semanas.
La película utiliza poros de proteínas para formar vías que pueden imitar los nervios, lo que les permite transmitir señales eléctricas desde un lado del material al otro.
Las redes de gotitas pueden ser diseñadas para plegarse en diferentes formas después de la impresión (ver vídeos), imitando el movimiento muscular mediante la transferencia de agua desde una célula a otra a través de ósmosis.
(Vídeo) película de lapso de tiempo de una red de gotitas impresa en forma de flor espontáneamente plegadas para formar una esfera hueca. Cortesía Gabriel Villar, Alexander D. Graham y Hagan Bayley (Universidad de Oxford).
"Por el momento hemos creado redes de hasta 35.000 gotas, pero el tamaño de la red que podemos hacer está sólo limitado realmente por el tiempo y el dinero", dice Bayley.
Los investigadores utilizaron dos tipos diferentes de gota, pero dicen que no hay razón para que no se pueda utilizar 50 diferentes tipos o más.
Tejido vivo vs sintético
La impresión 3D permite crear un objeto tan complejo como un órgano, capa por capa o gota por gota, explica Cameron Ferris investigador asociado del Centro ARC de Excelencia para la Ciencia de Electromateriales en la Universidad de Wollongong.
Ferris dice que hay ventajas y desventajas en la creación de células sintéticas.
"Debido a que las redes de gotas son completamente sintéticas, no se tiene que recolectar tejidos vivos y las cuestiones éticas relacionadas con las células madre. Son más baratas y más fáciles de acceder, almacenar y transportar [que los tejidos vivos], pero son mucho más complejas de diseñar y producir".
Ferris es parte de un equipo de Wollongong que desarrolla las impresoras 3D para crear eventualmente órganos de reemplazo con células vivas.
"Estamos desarrollando tanto los materiales y la maquinaria utilizando bio-tintas para imprimir células musculares y nerviosas en el tejido vivo. Utilizamos la misma tecnología que las impresoras de inyección de tinta sin embargo en lugar de tintas utilizamos tipos de células".
La impresión de tejido vivo permitiría el uso de las propias células de un paciente para reproducir el tejido en lugar de un órgano de un donante, que viene con problemas de rechazo, y la necesidad de medicamentos para toda la vida, dice Ferris.
Pero también tiene desventajas.
"Es increíblemente caro cosechar las células madre para la impresión 3D y su comida, ya que tienes que darles de comer para que crezcan y se expandan, de modo que lleva algún tiempo que haya suficientes células madre para imprimir. El objetivo final es imprimir un tejido u órgano de sustitución in situ, pero sigue quedando un largo camino por recorrer".
(vídeo) Simulación que muestra el plegamiento de una red de bolitas hueca
Artículo científico: A Tissue-Like Printed Material
