Los ingenieros de tejidos crean órganos y tejidos artificiales que se pueden utilizar para desarrollar y probar nuevos fármacos, reparar el tejido dañado e incluso reemplazar órganos enteros en el cuerpo humano. Sin embargo, Los métodos de fabricación actuales limitan su capacidad para producir formas libres y lograr una alta viabilidad celular.

Investigadores del Laboratorio de Dispositivos Fotónicos Aplicados (LAPD), en la Escuela de Ingeniería de EPFL, trabajando con colegas de la Universidad de Utrecht, han ideado una técnica óptica que toma solo unos segundos para esculpir formas complejas de tejido en un hidrogel biocompatible que contiene células madre. A continuación, el tejido resultante se puede vascularizar añadiendo células endoteliales.

El equipo describe este método de impresión de alta resolución en un artículo que aparece en Materiales avanzados . La técnica cambiará la forma en que trabajan los especialistas en ingeniería celular, permitiéndoles crear una nueva generación de personalización Órganos funcionales bioimpresos.

Imprimir un fémur o un menisco

La técnica se llama bioimpresión volumétrica. Para crear tejido, los investigadores proyectan un láser por un tubo giratorio lleno de un hidrogel cargado de células madre. Dan forma al tejido al enfocar la energía de la luz en lugares específicos, que luego solidifican. Después de unos segundos, aparece una forma compleja en 3-D, suspendido en el gel. Las células madre del hidrogel no se ven afectadas en gran medida por este proceso. Luego, los investigadores introducen células endoteliales para vascularizar el tejido.

Los investigadores han demostrado que es posible crear una construcción de tejido que mida varios centímetros, que es un tamaño clínicamente útil. Ejemplos de su trabajo incluyen una válvula similar a una válvula cardíaca, un menisco y una parte del fémur de forma compleja. También pudieron construir estructuras entrelazadas.

"A diferencia de la bioimpresión convencional, una proceso capa por capa:nuestra técnica es rápida y ofrece una mayor libertad de diseño sin poner en peligro la viabilidad de las células, "dice Damien Loterie, un investigador de LAPD y uno de los coautores del estudio.

Replicando el cuerpo humano

El trabajo de los investigadores es un verdadero cambio de juego. "Las características del tejido humano dependen en gran medida de una estructura extracelular altamente sofisticada, y la capacidad de replicar esta complejidad podría conducir a una serie de aplicaciones clínicas reales, "dice Paul Delrot, otro coautor. Usando esta técnica, Los laboratorios podrían producir tejidos u órganos artificiales en masa a una velocidad sin precedentes. Este tipo de replicabilidad es esencial cuando se trata de probar nuevos fármacos in vitro. y podría ayudar a evitar la necesidad de realizar pruebas con animales, una clara ventaja ética y una forma de reducir los costos.

"Esto es solo el comienzo. Creemos que nuestro método es intrínsecamente escalable hacia la fabricación en masa y podría usarse para producir una amplia gama de modelos de tejido celular," por no hablar de dispositivos médicos e implantes personalizados, "dice Christophe Moser, el jefe de la policía de Los Ángeles.

Los investigadores planean comercializar su técnica innovadora a través de un spin-off.