Los microporos en tejidos fabricados como huesos y cartílagos permiten la difusión de nutrientes y oxígeno hacia el núcleo, y este enfoque novedoso puede eventualmente permitir que el tejido cultivado en laboratorio contenga vasos sanguíneos, según un equipo de investigadores de Penn State.

"Uno de los problemas con la fabricación de tejidos es que no podemos hacerlos de gran tamaño, "dijo Ibrahim T. Ozbolat, profesor asociado de ciencias de la ingeniería y mecánica. "Las células mueren si los nutrientes y el oxígeno no pueden entrar".

Las células internas tampoco se diferencian si el cóctel químico que desencadena la diferenciación de las células madre no las alcanza. Una estructura porosa permite que circulen tanto los nutrientes como otros fluidos.

Los investigadores están probando un enfoque novedoso y están creando bloques de construcción de tejidos con microporos. Consideran que esto es una alternativa a la vascularización (crecimiento de vasos sanguíneos en el tejido) y llaman al resultado hebras de tejido poroso.

Los investigadores están comenzando con células madre derivadas de grasa humana y mezclándolas con porógenos de alginato de sodio. Derivado de algas, El alginato de sodio se puede imprimir en partículas diminutas que, cuando se disuelve, deje tras de sí pequeños orificios (poros) en la tela del tejido. El equipo utiliza la mezcla para imprimir en 3D hebras de tejido indiferenciado. Luego pueden combinar las hebras para formar parches de tejido.

Cuando los investigadores exponen el tejido al cóctel químico, convierte las células madre en células específicas, en este caso hueso o cartílago. Debido a los poros, el líquido puede fluir a todas las células madre.

Los investigadores informan en una edición reciente de Biofabricación que las hebras mantienen un 25 por ciento de porosidad y tienen una conectividad de poros del 85 por ciento durante al menos tres semanas.

Mediante la impresión 3D de hebras una al lado de la otra y una encima de la otra, como se muestra en su trabajo anterior, las hebras se autoensamblan para formar parches de tejido.

"Estos parches se pueden implantar en hueso o cartílago, dependiendo de qué células sean, ", dijo Ozbolat." Se pueden utilizar para la osteoartritis, parches para cirugía plástica como el cartílago en el tabique nasal, restauración de rodilla y otros defectos óseos o cartilaginosos ".

En algunas formas, el cartílago es más fácil que el hueso porque en el cuerpo humano, el cartílago no tiene vasos sanguíneos que lo atraviesen. Sin embargo, algunos huesos son naturalmente porosos, por lo que la porosidad es valiosa para reemplazar o reparar ese hueso. Si bien actualmente solo se pueden hacer pequeños parches, estos parches son más fáciles de fabricar que el cultivo de tejido artificial en andamios.

Los investigadores están considerando aplicar los mismos métodos al músculo, grasa y otros tejidos.