La Impresión 3D Tiene Como Objetivo Entregar Los Órganos A Pedido

{h1}

Las orejas, huesos y otras partes del cuerpo han sido escupidas de las impresoras 3d en el laboratorio. A continuación, le ofrecemos un vistazo a los órganos que se pueden crear con la impresión 3d y están listos para el horario estelar.

Los pacientes moribundos podrían algún día recibir un órgano impreso en 3D hecho de sus propias células en lugar de esperar en largas listas para el corto suministro de trasplantes de órganos. Este sueño futurista permanece lejos de la realidad, pero los laboratorios universitarios y las empresas privadas ya han dado los primeros pasos con cuidado al usar la tecnología de impresión 3D para construir diminutos trozos de órganos.

La medicina regenerativa ya ha implantado piel, traqueas y vejigas cultivadas en el laboratorio en pacientes: partes del cuerpo que crecen lentamente a través de una combinación de andamios artificiales y células humanas vivas. En comparación, la tecnología de impresión 3D ofrece mayor velocidad y precisión guiada por computadora para imprimir células vivas, capa por capa, para reemplazar la piel, las partes del cuerpo y, posiblemente, órganos como corazones, hígados y riñones.

"Los órganos de bioimpresión para uso humano no sucederán pronto", dijo Tony Atala, director del Instituto de Medicina Regenerativa Wake Forest en Winston-Salem, Carolina del Norte. "Pero para los tejidos que ya hemos implantado en los pacientes, las estructuras que hemos fabricado a mano: ahora volvemos a esos tejidos y decimos 'Sabemos que podemos hacerlo mejor con la impresión en 3D' ". [7 Usos geniales de la impresión en 3D en medicina]

De la piel a los corazones.

La dificultad de construir órganos con la impresión 3D cae en aproximadamente cuatro niveles de complejidad, dijo Atala. Las estructuras planas con principalmente un tipo de célula, como la piel humana, representan los órganos más fáciles de hacer. En segundo lugar, las estructuras tubulares con dos tipos de células principales, como los vasos sanguíneos, plantean un desafío mayor.

Hyun-Wook Kang supervisa la impresora 3D que se usará para imprimir órganos en miniatura para el

Hyun-Wook Kang supervisa la impresora 3D que se usará para imprimir órganos en miniatura para el sistema "cuerpo en un chip".

Crédito: WIFM.

Un tercer nivel de complejidad surge en los órganos huecos como el estómago o la vejiga, cada uno con funciones más complejas e interacciones con otros órganos. Finalmente, el cuarto nivel de complejidad incluye órganos como el corazón, el hígado y los riñones, el objetivo final para los pioneros de la bioimpresión.

"Con la bioimpresión, nos estamos acercando de la misma manera que lo hicimos con otros órganos", dijo Atala a WordsSideKick.com. "Vamos por estructuras planas primero como piel, estructuras tubulares como vasos sanguíneos y luego órganos huecos y no tubulares como vejigas".

La medicina regenerativa ya ha demostrado que puede implantar versiones cultivadas en laboratorio de los primeros tres tipos de órganos en pacientes. Atala y otros investigadores esperan que la eficiencia de la impresión 3D pueda ampliar la fabricación de dichos órganos para un uso generalizado, así como ayudar a que los corazones, hígados y riñones sean adecuados para la implantación en pacientes.

Cómo imprimir un órgano

El grupo de Atala construyó previamente órganos cultivados en el laboratorio creando andamios artificiales con la forma del órgano deseado y sembrando el andamio con células vivas. Utilizaron la técnica para hacer crecer vejigas artificiales implantadas por primera vez en pacientes en 1999, pero pasaron la última década creando impresoras 3D que pueden imprimir tanto un andamio artificial como células vivas al mismo tiempo, un proceso que involucra "pegamento" líquido que se endurece. La consistencia del caramelo gomoso a medida que se seca.

Otros laboratorios piensan que pueden sortear los andamios artificiales aprovechando las tendencias de las células vivas para auto-organizarse. Eso evita el desafío de elegir material de andamio que pueda disolverse eventualmente sin afectar las células vivas, pero deja la estructura inicial de las células vivas en una posición delicada sin el andamio de soporte.

"Si haces lo que hacemos para poner las células en el lugar correcto, no comienzas con nada estructural para sostener las cosas", dijo Keith Murphy, presidente y director ejecutivo de Organovo, una empresa de nueva creación con sede en San Diego. "Para nosotros, el desafío es la fuerza e integridad de la estructura".

Los científicos de Organovo han experimentado con la construcción de pequeñas rodajas de hígados creando primero "bloques de construcción" con las células necesarias. Las impresoras 3D de la compañía pueden ubicar los bloques de construcción en capas que permiten que las células vivas comiencen a crecer juntas.

Las células madre extraídas de la grasa o la médula ósea de un paciente pueden proporcionar el material de impresión 3D para producir un órgano que el cuerpo no rechazará, dijo Murphy. Su compañía trabajó con Stuart Williams, director ejecutivo y científico del Instituto de Innovación Cardiovascular en Louisville, Kentucky, para extraer las células madre de la grasa.

Los retos más pequeños.

La capacidad de imprimir órganos funcionales de tamaño completo depende de descubrir cómo sembrar órganos impresos en 3D con vasos sanguíneos grandes y pequeños que pueden suministrar sangre rica en nutrientes para mantener el tejido vivo sano. Hasta ahora, ningún laboratorio ha tenido éxito en la impresión en 3D de órganos con la red de vasos sanguíneos necesarios para mantenerlos. [Fotos: imprimiendo pequeños órganos para 'Body on a Chip']

Organovo ha comenzado a trabajar para alcanzar ese objetivo al experimentar con la impresión en 3D de vasos sanguíneos de 1 milímetro o más de ancho. La compañía también ha construido tejidos que contienen diminutos vasos sanguíneos de aproximadamente 50 micrones o más pequeños (1 milímetro es igual a 1.000 micrones), lo suficiente para sostener un pedazo de órgano de milímetro de espesor.

Incluso las mejores impresoras 3D permanecen limitadas cuando se trabaja en las escalas más pequeñas para construir vasos sanguíneos y órganos. Pero Williams, jefe del esfuerzo del Instituto de Innovación Cardiovascular para crear un corazón impreso en 3D, estuvo de acuerdo con Organovo en que la solución implica aprovechar las tendencias de autoorganización de las células vivas.

"Imprimiremos cosas en el orden de decenas de micrones, o más como cientos de micrones, y luego las células experimentarán su respuesta de desarrollo biológico para auto-organizarse correctamente", dijo Williams. "La impresión solo nos llevará a medio camino".

Más allá de los implantes de órganos.

Por ahora, los pioneros de la bioimpresión esperan utilizar incluso los órganos impresos en 3D más pequeños. El laboratorio de Atala recientemente recibió fondos del Departamento de Defensa de los Estados Unidos para un proyecto de colaboración destinado a imprimir pequeños corazones, hígados y riñones para formar un "cuerpo en un chip" conectado, ideal para probar posibles fármacos y los efectos de enfermedades o agentes de guerra química en el ser humano cuerpo.

Organovo ya ha comenzado a desarrollar un modelo de hígado impreso en 3D para probar la seguridad y eficacia de los medicamentos. La nueva empresa también está creando versiones cancerosas de modelos de tejido vivo para probar medicamentos contra el cáncer.

La revolución de la bioimpresión podría eventualmente comenzar a entregar "tejido a pedido" en los próximos 10 o 15 años, dijo Murphy. Es posible que eso no cumpla con los sueños de implante de órganos más salvajes, pero para muchos pacientes puede resultar lo suficientemente cambiante.

"Verá un parche en el músculo del corazón, un vaso sanguíneo para un bypass o un injerto de nervio para cerrar una brecha en un nervio", dijo Murphy.

Puedes seguir a Jeremy Hsu en Twitter @jeremyhsu. Síguenos @wordssidekick, Facebook & Google+. Artículo original sobre WordsSideKick.com.


Suplemento De Vídeo: Zeitgeist: Moving Forward - ENG MultiSub [FULL MOVIE].




ES.WordsSideKick.com
Reservados Todos Los Derechos!
La Reproducción De Cualquier Permitió Sólo Prostanovkoy Enlace Activo Al Sitio ES.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ES.WordsSideKick.com