ARRIBA: ISTOCK.COM, DEVRIMB<\/p>\n
Durante a\u00f1os, los cient\u00edficos han predicho que la impresi\u00f3n en 3D, que se ha utilizado para fabricar juguetes, casas, Las herramientas cient\u00edficas e incluso un conejito de pl\u00e1stico que conten\u00eda un c\u00f3digo de ADN para su propia replicaci\u00f3n podr\u00edan alg\u00fan d\u00eda ser aprovechados para imprimir partes vivas del cuerpo humano para mitigar la escasez de \u00f3rganos de donantes. Hasta ahora, los investigadores tambi\u00e9n utilizaron la impresi\u00f3n 3D en medicina y odontolog\u00eda para crear implantes dentales, pr\u00f3tesis y modelos para que los cirujanos practiquen antes de hacer cortes en un paciente. Pero muchos investigadores han ido m\u00e1s all\u00e1 de la impresi\u00f3n con pl\u00e1sticos y metales, imprimiendo con c\u00e9lulas que luego forman tejidos humanos vivos.<\/p>\n
Nadie ha impreso \u00f3rganos humanos trasplantables completamente funcionales todav\u00eda, pero los cient\u00edficos se est\u00e1n acercando, haciendo pedazos de tejido. que se pueden usar para probar f\u00e1rmacos y dise\u00f1ar m\u00e9todos para superar los desaf\u00edos de recrear la biolog\u00eda compleja del cuerpo.<\/p>\n
Una imagen de microscop\u00eda confocal que muestra c\u00e9lulas madre impresas en 3D que se diferencian en c\u00e9lulas \u00f3seasLEWIS LAB, INSTITUTO WYSS DE LA UNIVERSIDAD DE HARVARD<\/p>\n
La primera impresora 3D se desarroll\u00f3 a fines de la d\u00e9cada de 1980. Podr\u00eda imprimir peque\u00f1os objetos dise\u00f1ados con software de dise\u00f1o asistido por computadora (CAD). Un dise\u00f1o se cortar\u00eda virtualmente en capas de solo tres mil\u00e9simas de mil\u00edmetro de espesor. Luego, el impresor unir\u00eda ese dise\u00f1o en el producto completo.<\/p>\n
Hab\u00eda dos estrategias principales que un impresor podr\u00eda usar para establecer el patr\u00f3n: podr\u00eda extruir una pasta a trav\u00e9s de una punta muy fina, imprimiendo el dise\u00f1o comenzando con la capa inferior y trabajando hacia arriba con cada capa apoyada en las capas anteriores. Alternativamente, podr\u00eda comenzar con un recipiente lleno de resina y usar un l\u00e1ser puntiagudo para solidificar porciones de esa resina para crear un objeto s\u00f3lido de arriba hacia abajo, que ser\u00eda levantado y retirado de la resina circundante.<\/p>\n
Cuando se trata de imprimir c\u00e9lulas y biomateriales para hacer r\u00e9plicas de partes y \u00f3rganos del cuerpo, se aplican estas mismas dos estrategias, pero la capacidad de trabajar con materiales biol\u00f3gicos de esta manera ha requerido el aporte de bi\u00f3logos celulares, ingenieros, bi\u00f3logos del desarrollo, cient\u00edficos de materiales y otros.<\/p>\n
Hasta ahora, los cient\u00edficos han impreso mini organoides y modelos microflu\u00eddicos de tejidos, tambi\u00e9n conocidos como \u00f3rganos en chips. Ambos han arrojado conocimientos pr\u00e1cticos y te\u00f3ricos sobre la funci\u00f3n del cuerpo humano. Las compa\u00f1\u00edas farmac\u00e9uticas utilizan algunos de estos modelos para probar medicamentos antes de pasar a estudios en animales y, finalmente, a ensayos cl\u00ednicos. Un grupo, por ejemplo, imprimi\u00f3 c\u00e9lulas card\u00edacas en un chip y lo conect\u00f3 a un biorreactor antes de usarlo para probar la toxicidad card\u00edaca de un conocido f\u00e1rmaco contra el c\u00e1ncer, la doxorrubicina. El equipo demostr\u00f3 que la tasa de latidos de las c\u00e9lulas disminuy\u00f3 dr\u00e1sticamente despu\u00e9s de la exposici\u00f3n a la droga. <\/p>\n
Sin embargo, los cient\u00edficos a\u00fan tienen que construir \u00f3rganos que realmente repliquen la mir\u00edada de caracter\u00edsticas estructurales y funciones de los tejidos humanos. Hay una serie de empresas que est\u00e1n intentando hacer cosas como orejas impresas en 3D, y los investigadores ya informaron que trasplantaron orejas impresas en 3D a ni\u00f1os que ten\u00edan defectos de nacimiento que dejaron sus o\u00eddos subdesarrollados, se\u00f1ala Robby Bowles, bioingeniero de la Universidad de Utah. Los trasplantes de o\u00eddo son, dice, la primera prueba de concepto de la impresi\u00f3n 3D para la medicina.<\/p>\n
Los investigadores han estado utilizando t\u00e9cnicas de impresi\u00f3n 3D con la esperanza de desarrollar tejidos que puedan trasplantarse a humanos. Algunos tejidos impresos, como la piel y los huesos, ya se est\u00e1n probando en humanos, mientras que muchos otros se encuentran en etapas tempranas de desarrollo. a partir de la impresi\u00f3n de tejidos y \u00f3rganos m\u00e1s complejos que pueden trasplantarse a organismos vivos. Pero, para muchos cient\u00edficos, ese es precisamente el objetivo. A partir de febrero de 2020, m\u00e1s de 112\u00a0000 personas en los EE. UU. esperan un trasplante de \u00f3rganos, seg\u00fan United Network for Organ Sharing. Alrededor de 20 de ellos mueren cada d\u00eda.<\/p>\n
Durante muchos a\u00f1os, los ingenieros biol\u00f3gicos han tratado de construir andamios tridimensionales que podr\u00edan sembrar con c\u00e9lulas madre que eventualmente se diferenciar\u00edan y crecer\u00edan en formas de \u00f3rganos, pero para en gran medida, esas t\u00e9cnicas no te permiten introducir la organizaci\u00f3n de los gradientes y el patr\u00f3n que hay en el tejido, dice Bowles. No hay control sobre d\u00f3nde van las c\u00e9lulas en ese tejido. Por el contrario, la impresi\u00f3n 3D permite a los investigadores dirigir con mucha precisi\u00f3n la ubicaci\u00f3n de las c\u00e9lulas, una haza\u00f1a que podr\u00eda conducir a un mejor control sobre el desarrollo de \u00f3rganos.<\/p>\n
Idealmente, la impresi\u00f3n 3D los \u00f3rganos se construir\u00edan a partir de c\u00e9lulas que el sistema inmunol\u00f3gico de un paciente podr\u00eda reconocer como propias, para evitar el rechazo inmunol\u00f3gico y la necesidad de que los pacientes tomen medicamentos inmunosupresores. Dichos \u00f3rganos podr\u00edan potencialmente construirse a partir de c\u00e9lulas madre pluripotentes inducidas espec\u00edficas del paciente, pero un desaf\u00edo es lograr que las c\u00e9lulas se diferencien en el subtipo de c\u00e9lula madura que se necesita para construir un \u00f3rgano en particular. La dificultad es unir y producir patrones complejos de c\u00e9lulas y biomateriales juntos para producir diferentes funciones de los diferentes tejidos y \u00f3rganos, dice Bowles.<\/p>\n
Para imitar los patrones observados in vivo, los cient\u00edficos imprimen c\u00e9lulas en hidrogeles. u otros entornos con se\u00f1ales moleculares y gradientes dise\u00f1ados para persuadir a las c\u00e9lulas para que se organicen en \u00f3rganos reales. Los cient\u00edficos tambi\u00e9n pueden usar la impresi\u00f3n 3D para construir estos hidrogeles. Con otras t\u00e9cnicas, los patrones logrados han sido t\u00edpicamente bidimensionales, Eben Alsberg, un bioingeniero de la Universidad de Illinois, le dice a The Scientist<\/em> en un correo electr\u00f3nico. La bioimpresi\u00f3n tridimensional permite mucho m\u00e1s control sobre la presentaci\u00f3n de se\u00f1ales en 3D.<\/p>\n Hasta ahora, los investigadores han creado parches de tejido que imitan partes de ciertos \u00f3rganos, pero no han logrado replicar la complejidad o la densidad celular de un \u00f3rgano completo. Pero es posible que en algunos pacientes, incluso un parche sea un tratamiento eficaz. A finales de 2016, una empresa llamada Organovo anunci\u00f3 el inicio de un programa para desarrollar tejido hep\u00e1tico impreso en 3D para trasplantes humanos despu\u00e9s de que un estudio mostrara que los parches trasplantados de c\u00e9lulas hep\u00e1ticas impresas en 3D se injertaban con \u00e9xito en un modelo de rat\u00f3n de una gen\u00e9tica enfermedad hep\u00e1tica y potenci\u00f3 varios biomarcadores que suger\u00edan una mejora en la funci\u00f3n hep\u00e1tica.<\/p>\n Reci\u00e9n en los \u00faltimos a\u00f1os los investigadores comenzaron a avanzar con uno de los mayores desaf\u00edos en la impresi\u00f3n 3 -D organos: creacion de vasculatura. Despu\u00e9s de injertar los parches en el h\u00edgado de los ratones en el estudio de Organovo, el tejido hep\u00e1tico circundante le administr\u00f3 sangre, pero un \u00f3rgano completo tendr\u00eda que estar preparado para el flujo sangu\u00edneo. <\/strong><\/p <\/p>\n Para que las c\u00e9lulas se mantengan vivas, [el \u00f3rgano] necesita ese suministro de sangre, por lo que no puede ser solo este enorme trozo de tejido, dice Courtney Gegg, directora s\u00e9nior de ingenier\u00eda de tejidos en Prellis Biologics, que fabrica y vende andamios. para soportar tejido impreso en 3-D. Ese ha sido reconocido como uno de los problemas clave.<\/p>\n Mark Skylar-Scott, un bioingeniero del Instituto Wyss, dice que el problema ha frenado la ingenier\u00eda de tejidos durante d\u00e9cadas. Pero en 2018, Sbastian Uzel, Skylar-Scott y un equipo del Instituto Wyss lograron imprimir en 3D un peque\u00f1o ventr\u00edculo del coraz\u00f3n que late completo con vasos sangu\u00edneos. Unos d\u00edas despu\u00e9s de imprimir el tejido, Uzel dice que fue al laboratorio y encontr\u00f3 un trozo de tejido que se retorc\u00eda, lo cual fue a la vez muy aterrador y emocionante.<\/p>\n Para que las c\u00e9lulas se mantengan vivas, [el \u00f3rgano] necesita ese suministro de sangre, por lo que no puede ser solo este enorme trozo de tejido.<\/p>\n Courtney Gegg, Prellis Biologics<\/p><\/blockquote>\n En lugar de imprimir las venas en capas, el equipo utiliz\u00f3 una t\u00e9cnica de impresi\u00f3n incrustada en la que , en lugar de construir desde la parte inferior de un tobog\u00e1n hacia arriba, el material se extruye directamente en un ba\u00f1o o matriz. Esta estrategia, que permite a los investigadores imprimir formas libres en 3D, dice Skylar-Scott, en lugar de tener que imprimir cada capa una encima de la otra para sostener la estructura, es una forma m\u00e1s eficiente de imprimir un \u00e1rbol vascular. La matriz en este caso era el material celular que formaba el ventr\u00edculo del coraz\u00f3n. Una tinta similar a la gelatina apart\u00f3 suavemente estas c\u00e9lulas para crear una red de canales. Una vez finalizada la impresi\u00f3n, se calent\u00f3 la combinaci\u00f3n. Este calor hizo que la matriz celular se solidificara, pero la gelatina se licuara para luego enjuagarse, dejando espacio para que la sangre fluya.<\/p>\n Pero eso no significa que el problema est\u00e9 completamente resuelto. El ventr\u00edculo del equipo del Instituto Wyss ten\u00eda vasos sangu\u00edneos, pero no tantos como un coraz\u00f3n de tama\u00f1o completo. Gegg se\u00f1ala que para imitar verdaderamente la biolog\u00eda humana, una c\u00e9lula individual deber\u00e1 estar a 200 micrones de su suministro de sangre m\u00e1s cercano. . . . Todo tiene que estar muy, muy cerca. Eso es mucho m\u00e1s complejo de lo que los investigadores han impreso hasta ahora.<\/p>\n Debido a los obst\u00e1culos para agregar vasculatura y muchos otros desaf\u00edos que a\u00fan enfrentan los tejidos impresos en 3D, los \u00f3rganos construidos en laboratorio no estar\u00e1n disponibles para trasplantes en el corto plazo. Mientras tanto, la impresi\u00f3n en 3D de porciones de tejido est\u00e1 ayudando a acelerar la investigaci\u00f3n b\u00e1sica y cl\u00ednica sobre el cuerpo humano.<\/p>\n Emma Yasinski es una reportera independiente con sede en Florida. S\u00edguela en Twitter <\/em>@EmmaYas24<\/em>.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" ARRIBA: ISTOCK.COM, DEVRIMB Durante a\u00f1os, los cient\u00edficos han predicho que la impresi\u00f3n en 3D, que se ha utilizado para fabricar juguetes, casas, Las herramientas cient\u00edficas e incluso un conejito de pl\u00e1stico que conten\u00eda un c\u00f3digo de ADN para su propia replicaci\u00f3n podr\u00edan alg\u00fan d\u00eda ser aprovechados para imprimir partes vivas del cuerpo humano para mitigar … Continuar leyendo \u00abEn camino a los \u00f3rganos impresos en 3D\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-36583","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/36583","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=36583"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/36583\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=36583"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=36583"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=36583"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}Vasculatura<\/h2>\n
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