Bioimpresión 3-D para el espacio. Crédito:TU Dresden / OHB System / Blue Horizon
La impresión en 3-D de tejido humano podría ayudar a mantener a los astronautas sanos hasta Marte. Un proyecto de la ESA ha producido sus primeras muestras de piel y hueso bioimpresas.
Estas muestras de vanguardia fueron preparadas por científicos del Hospital Universitario de la Universidad Técnica de Dresde (TUD), parte del consorcio del proyecto junto con OHB System AG como contratista principal, y el especialista en ciencias de la vida Blue Horizon.
"Las células de la piel se pueden bioimprimir utilizando plasma sanguíneo humano como una 'tinta biológica' rica en nutrientes, que sería fácilmente accesible para los miembros de la tripulación de la misión, "comenta Nieves Cubo de TUD.
"Sin embargo, el plasma tiene una consistencia muy fluida, lo que dificulta el trabajo en condiciones gravitacionales alteradas. Por lo tanto, desarrollamos una receta modificada agregando metilcelulosa y alginato para aumentar la viscosidad del sustrato. Los astronautas podrían obtener estas sustancias de plantas y algas respectivamente, una solución viable para una expedición espacial autónoma.
"La producción de la muestra de hueso implicó imprimir células madre humanas con una composición de tinta biológica similar, con la adición de un cemento óseo de fosfato de calcio como material de soporte de la estructura, que posteriormente se absorbe durante la fase de crecimiento ".
Muestra de hueso humano impresa en 3-D. La bioimpresión de tejido humano podría ayudar a mantener sanos a los astronautas hasta Marte. Un proyecto de la ESA ha producido sus primeras muestras de piel y hueso bioimpresas. Esta muestra de hueso se imprimió con células madre humanas utilizando plasma sanguíneo humano como una 'tinta biológica' rica en nutrientes con la adición de un cemento óseo de fosfato de calcio como material de soporte de la estructura. además de metilcelulosa y alginato de origen vegetal y de algas añadidos para aumentar la viscosidad de esta tinta biológica, haciéndolo adecuado para su uso en condiciones de baja gravedad. Crédito:ESA — SJM Photography
Para demostrar que la técnica de bioimpresión era transferible al espacio, la impresión de las muestras de piel y hueso se realizó al revés. Con el acceso prolongado a la ingravidez poco práctico, el desafío de tales pruebas "menos 1 G" representó la siguiente mejor opción.
Las muestras representan los primeros pasos en una ambiciosa hoja de ruta integral para hacer que la bioimpresión 3D sea práctica para el espacio. El proyecto está estudiando el tipo de instalaciones a bordo que se requerirían, en términos de equipamiento, quirófanos y ambientes estériles, así como la capacidad de crear tejidos más complejos para trasplantes, que culminan en última instancia en la impresión de órganos internos completos.
"Un viaje a Marte u otros destinos interplanetarios implicará varios años en el espacio, "comenta Tommaso Ghidini, director de Estructuras de la ESA, División de Mecanismos y Materiales, supervisando el proyecto.
"La tripulación correrá muchos riesgos, y regresar temprano a casa no será posible. Llevar suficientes suministros médicos para todas las eventualidades posibles sería imposible en el espacio y la masa limitados de una nave espacial.
Muestra de piel bioimpresa. Crédito:ESA - Fotografía SJM
Primer plano de hueso en crecimiento. Crédito:Hospital Universitario de la Universidad Técnica de Dresde
Hueso en crecimiento. Crédito:Hospital Universitario de la Universidad Técnica de Dresde
"En lugar de, una capacidad de bioimpresión tridimensional les permitirá responder a las emergencias médicas a medida que surjan. En el caso de quemaduras, por ejemplo, la piel nueva podría ser bioimpresa en lugar de ser injertada en otra parte del cuerpo del astronauta, causando daños secundarios que pueden no curarse fácilmente en el entorno orbital.
"O en el caso de las fracturas óseas, que son más probables por la ingravidez del espacio, junto con la gravedad terrestre parcial de 0,38 de Marte, se podría insertar hueso de reemplazo en las áreas lesionadas. En todos los casos, el material bioimpreso se originaría en el propio astronauta, por lo que no habría ningún problema con el rechazo del trasplante ".
Con la bioimpresión tridimensional progresando constantemente en la Tierra, este proyecto es el primero en adoptarlo fuera del planeta, explica Tommaso:"Es un patrón típico que vemos cuando las tecnologías terrestres prometedoras se aprovechan por primera vez para el espacio, desde cámaras hasta microprocesadores. Se necesita hacer más con menos, para hacer que las cosas funcionen en el desafiante entorno espacial, por lo que varios elementos de la tecnología se optimizan y miniaturizan.
"Similar, Esperamos que el trabajo que hacemos con la bioimpresión tridimensional también ayude a acelerar su progreso en la Tierra, acelerando su amplia disponibilidad, llevándolo a la gente incluso antes ".
El proyecto Impresión 3D de tejido vivo para la exploración espacial está respaldado por las actividades básicas de la ESA dentro del elemento Descubrimiento y preparación, y dirigido por OHB System AG en Alemania en cooperación con el Centro de Traslación Ósea, Investigación de articulaciones y tejidos blandos de TU Dresden en Alemania.
