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Nueva técnica de bioimpresión 3D permitiría crear vasos sanguíneos y tejidos artificiales

Ingenieros de la Universidad de Colorado en Boulder (Estados Unidos) han desarrollado una técnica de impresión 3D que otorga el control localizado de la firmeza de un objeto, abriendo nuevas vías biomédicas que algún día permitirían crear arterias y tejidos artificiales.

El estudio, publicado recientemente en la revista Nature Communications, describe un método de impresión capa por capa que presenta un control programable de grano fino sobre la rigidez, lo que permite a los investigadores imitar la compleja geometría de los vasos sanguíneos que están altamente estructurados y, sin embargo, deben seguir siendo flexibles.

Los hallazgos podrían algún día conducir a mejores tratamientos y más personalizados para quienes sufren de hipertensión y otras enfermedades vasculares.

“La idea era agregar propiedades mecánicas independientes a las estructuras 3D que pudieran imitar el tejido natural del cuerpo“, indicó Xiaobo Yin, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica de dicha casa de estudios y autor principal del trabajo. “Esta tecnología nos permite crear microestructuras que se pueden personalizar para los modelos de enfermedades“.

Los vasos sanguíneos endurecidos están asociados con las enfermedades cardiovasculares, pero la ingeniería capaz de brindar una solución para el reemplazo viable de arterias y tejidos ha sido históricamente un desafío.

Para superar estos obstáculos, los expertos hallaron una forma única de aprovechar el papel del oxígeno en la configuración de la forma final de una estructura impresa en 3D.

“El oxígeno suele ser algo malo porque causa una curación incompleta“, dijo Yonghui Ding, investigador posdoctoral en Ingeniería Mecánica y autor principal del estudio. “Aquí, utilizamos una capa que permite una tasa fija de penetración de oxígeno“.

Al mantener un control estricto sobre la migración de oxígeno y su posterior exposición a la luz, explicó Ding, los investigadores tienen la libertad de controlar qué áreas de un objeto se solidifican para volverse más duras o más suaves, al mismo tiempo que mantienen la geometría general igual.

“Este es un desarrollo profundo y un primer paso alentador hacia nuestro objetivo de crear estructuras que actúen como una célula saludable que debería funcionar“, subrayó Ding.

Como demostración, los investigadores imprimieron tres versiones de una estructura simple: una viga superior sostenida por dos varillas. Las estructuras eran idénticas en forma, tamaño y materiales, pero se habían impreso con tres variaciones en la rigidez de la varilla: suave / blanda, dura / blanda y dura / dura. Las varillas más duras soportaron la viga superior, mientras que las varillas más suaves permitieron que se colapsara total o parcialmente.

Los autores repitieron la hazaña con una pequeña figura guerrera china, imprimiéndola de modo que las capas externas permanecieron duras mientras que el interior permaneció suave, dejando al guerrero con un exterior duro y un corazón tierno, por así decirlo.

La impresora del tamaño de una mesa actualmente es capaz de trabajar con biomateriales de hasta 10 micrones, o aproximadamente una décima parte del ancho de un cabello humano. Los investigadores son optimistas de que los estudios futuros ayudarán a mejorar todavía más las capacidades del dispositivo.

“El desafío es crear una escala aún más fina para las reacciones químicas“, resaltó Yin. “Pero vemos una gran oportunidad por delante para esta tecnología y mucho potencial para la fabricación de tejido artificial“.

Vía: EurekAlert! – American Association for the Advancement of Science

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