Técnica de bioimpresión 3D puede crear vasos sanguíneos artificiales y tejido orgánico

Ingenieros de la Universidad de Colorado en Boulder han desarrollado una técnica de impresión 3D que permite el control localizado de la firmeza de un objeto, abriendo nuevas vías biomédicas que podrían algún día incluir arterias artificiales y tejido orgánico.

El estudio 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 tratamientos mejores y más personalizados para aquellos que sufren de hipertensión y otras enfermedades vasculares.

“La idea era agregar propiedades mecánicas independientes a las estructuras 3D que pueden imitar el tejido natural del cuerpo”, dijo Xiaobo Yin, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica de CU Boulder y autor principal del estudio.

“Esta tecnología nos permite crear microestructuras que se pueden personalizar para los modelos de enfermedades”.

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

Para superar estos obstáculos, los investigadores encontraron 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, un investigador postdoctoral en Ingeniería Mecánica y autor principal del estudio.

“Aquí, utilizamos una capa que permite una tasa fija de permeación de oxígeno”.

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

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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: blanda/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 investigadores repitieron la hazaña con una pequeña figura guerrera china, imprimiéndola de modo que las capas externas permanecieran duras mientras que el interior permaneciera blando, dejando al guerrero con un exterior duro y un corazón tierno, por así decirlo.

La impresora de tamaño de 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 las capacidades aún más.

“El desafío es crear una escala aún más fina para las reacciones químicas”, dijo Yin.

“Pero vemos una gran oportunidad por delante para esta tecnología y el potencial para la fabricación de tejido artificial”.

Fuente: EurekAlert