La bioimpresión 3D puede crear andamios diseñados que imitan el tejido natural. Controlar la organización celular dentro de esos andamios diseñados para aplicaciones regenerativas es un proceso complejo y desafiante.

Los tejidos celulares tienden a estar muy ordenados en términos de distribución espacial y alineación, por lo que los andamios celulares diseñados por bioingeniería para aplicaciones de ingeniería de tejidos deben parecerse mucho a esta orientación para poder funcionar como el tejido natural.

En Reseñas de física aplicada , de AIP Publishing, un equipo de investigación internacional describe su enfoque para dirigir la orientación celular dentro de las fibras de hidrogel depositadas mediante un método llamado bioimpresión multicompartimental.

El equipo utiliza una mezcla estática para fabricar fibras de hidrogel estriadas formadas a partir de microfilamentos empaquetados de diferentes hidrogeles. En esta estructura, algunos compartimentos proporcionan un entorno favorable para la proliferación celular, mientras que otros actúan como señales morfológicas que dirigen la alineación celular. La fibra impresa a escala milimétrica con la topología a microescala puede organizar rápidamente las células hacia una maduración más rápida del tejido diseñado.

"Esta estrategia se basa en dos principios, "dijo Ali Tamayol, coautor y profesor asociado de ingeniería biológica en UConn Health. "La formación de topografías se basa en el diseño de fluido dentro de las boquillas y la mezcla controlada de dos precursores separados. Después de la reticulación, las interfaces de los dos materiales sirven como superficies 3D para proporcionar pistas topográficas a las células encapsuladas dentro del compartimento permisivo de la célula ".

La bioimpresión basada en extrusión es el método de bioimpresión más utilizado. En bioimpresión basada en extrusión, las fibras impresas suelen tener un tamaño de varios cientos de micrómetros con celdas orientadas al azar, por lo que es muy deseable una técnica que proporcione señales topográficas a las células dentro de estas fibras para dirigir su organización.

La bioimpresión por extrusión convencional también sufre un alto esfuerzo cortante aplicado a las células durante la extrusión de filamentos finos. Pero las características de escala fina de la técnica propuesta son pasivas y no comprometen otros parámetros del proceso de impresión.

Para dirigir la organización celular, según el equipo, Los andamios bioimpresos en 3D basados ​​en extrusión deben estar hechos de filamentos muy finos.

"Hace que el proceso sea un desafío y limita su biocompatibilidad y la cantidad de materiales que se pueden utilizar, pero con esta estrategia, los filamentos más grandes aún pueden dirigir la organización celular, "dijo Tamayol.

Esta técnica de bioimpresión "permite la producción de las características morfológicas de las estructuras tisulares, con una resolución de hasta tamaños comparables a la dimensión de las células, para controlar el comportamiento celular y formar estructuras biomiméticas. ", Dijo Tamayol." Y muestra un gran potencial para la ingeniería de tejidos fibrilares como los músculos esqueléticos, tendones y ligamentos ".