Cartílagos 3D de rodilla

Redacción
Jueves, 19 Septiembre 2013
El doctor Darryl D’Lima se conforma con crear un poco de cartílago de la rodilla gracias a la impresión 3D.
 
El Dr. D’Lima, quien dirige un laboratorio de investigación ortopédica en la clínica Scripps de San Diego (Estados Unidos), ya hizo un cartílago bioartificial en el tejido de una vaca, modificando una vieja impresora de inyección de tinta para sofocar capa tras capa un gel que contiene las células vivas. También ha impreso cartílago de tejido extraído de pacientes que han sido sometidos a cirugía de reemplazo de rodilla.
 
Al igual que las impresoras 3D han ganado popularidad entre los aficionados y las empresas que los utilizan para crear objetos de uso cotidiano, prototipos y piezas de repuesto, se ha producido un aumento del interés en el uso de tecnología similar en la medicina. Es por esto que científicos británicos crearon, con una impresora en tres dimensiones (3D), un material sintético similar a tejidos vivos que podría potencialmente tener aplicaciones médicas.
 
Este nuevo tipo de material está formado por miles de gotas de agua encapsuladas cada una en un filme graso y unidas entre sí, capaces de efectuar ciertas funciones de las células del cuerpo humano.
 
Esta “red de gotitas” podría ser parte de una nueva tecnología para administrar los medicamentos y reemplazar potencialmente a posibles tejidos dañados en el organismo.
 
Teniendo en cuenta que este material es totalmente sintético, sin genoma y sin capacidad de réplica, esto permite evitar los tipos de problemas encontrados con los tejidos artificiales, como los que utilizan células madre humanas, explican los autores de la investigación publicada en la revista estadounidense Science.
 
No cabe duda que aún hay mucho trabajo por hacer para perfeccionar el proceso, no solo obtener las aprobaciones regulatorias sino también llevar a cabo ensayos clínicos. Aunque parezca ficción, el objetivo final parece ser tener una impresora en la sala de operaciones para imprimir un nuevo cartílago directamente en el cuerpo de la persona para reparar o reemplazar el tejido que falta debido a una lesión o artritis.
 
A finales de octubre de 2013, BBC Mundo visitó el laboratorio de este investigador para conocer 'in situ' el grado de desarrollo de sus técnicas con la impresión tridimensional con el objetivo de  poder llegar en un futuro próximo a imprimir nuevo cartílago directamente en las articulaciones de pacientes que sufren artrosis, evitando que estos tengan que ponerse una prótesis.

"Lo bueno de la impresión en 3D es que se pueden imprimir tejidos formados por diferentes tipos de células", le explicó Darryl D'Lima a BBC Mundo.

"Además, se pueden imprimir estructuras muy finas, como las que forman un riñón, que serían muy difíciles de reproducir con los métodos tradiciones", añadió.

El problema, según el investigador, es que "intentar fabricar órganos completos con una impresora es complicado al tratarse de estructuras muy complejas".

Ese es uno de los motivos por los que D'Lima ha centrado su trabajo en la fabricación de cartílago, ya que, al no tener vasos sanguíneos ni músculos, es más sencillo de fabricar que otros tejidos.

El primer desafío que encontraron Darryl D'Lima y sus colegas fue dar con la impresora adecuada.

En un principio pensaban que las impresoras de inyección de tinta convencionales matarían las células debido al calor que utilizan para trabajar.

Al final resultó ser un temor infundado ya que investigaciones previas habían demostrado que la mayoría de células sobreviven a este tipo de impresión.

Un obstáculo adicional fue que la resolución de las impresoras de última generación es tan alta que los cabezales de impresión son demasiado estrechos como para que las células los atraviesen, por lo que tuvieron que modificar una impresora antigua que tenía un cabezal más ancho.

Una vez contaban con el aparato adecuado, debían encontrar una sustancia que mantuviera unidas a las células que forman el cartílago.

El compuesto debía permanecer en estado líquido durante el proceso de impresión y adquirir una textura más sólida una vez impreso.

Fue entonces cuando recurrieron al polietilenglicol dimetacrilato, que adquiere consistencia de gel cuando se pone bajo una luz ultravioleta.

"A medida que imprimimos las células bajo este tipo de luz el líquido se va solidificando, creando un tejido solido que forma el cartílago bioartificial", señala Darryl D'Lima.

Según el investigador, todavía quedan cuestiones importantes por resolver, como dar con un gel que sea reabsorbido por el cuerpo (algo que no sucede con el polietilenglicol dimetacrilato) o asegurase el suministro de células para fabricar el cartílago, algo para lo que están recurriendo a la investigación con células madre.

D'Lima cree que si superan con éxito todas las trabas burocráticas –incluyendo los estudios clínicos previos en animales- en un plazo de cinco años podrían estar realizando los primeros ensayos en humanos.

"Espero que algún día podamos imprimir el cartílago bioartificial directamente en la rodilla del paciente en el momento de la operación. De esta manera no necesitaríamos saber previamente cuales son las necesidades de la persona, ya que la impresora se adaptaría a cada paciente", explica el investigador.

D'Lima confía en que con la técnica que están desarrollando "se puedan tratar las pequeñas lesiones que causan artrosis antes de que empeoren, evitando que sea necesario un implante artificial".

En cuanto a la futura fabricación de órganos completos, como corazones o hígados, cree que al final la impresión en 3D será utilizada junto con otras técnicas.

"Quizás se impriman órganos en estados más primigenios que puedan llegar a desarrollarse como órganos completos", concluye.

 
Aplicación: Medicina