Cual problemas resuelven los organos hechos en impresoras 3d

Historia de los órganos impresos en 3D

La bioimpresión en 3D ya permite a los cirujanos ortopédicos imprimir hueso artificial a partir de un escáner del paciente, imprimiendo materiales quirúrgicos existentes con la forma exacta para sustituir el hueso perdido o dañado. Por ejemplo, la técnica se ha utilizado recientemente para crear implantes de cráneo para personas con traumatismos craneoencefálicos y un talón de titanio (foto de la derecha) para sustituir el hueso del talón carcomido por el cáncer.

En el futuro, las tecnologías de impresión 3D podrán utilizarse junto con los avances en la investigación con células madre para imprimir células óseas vivas a partir de las propias células de los pacientes u órganos funcionales para trasplantes (como riñones o corazones).

Se plantean tres cuestiones éticas: la justicia en el acceso a la atención sanitaria, la comprobación de la seguridad y la eficacia, y si estas tecnologías deben utilizarse para mejorar la capacidad de los individuos más allá de lo que es “normal” para los seres humanos.

Una de las principales preocupaciones sobre el desarrollo de la medicina personalizada es el coste de los tratamientos. Hasta hace poco se pensaba que los avances de la medicina personalizada iban de la mano del aumento de las disparidades sanitarias entre ricos y pobres. ¿Deberían estos tratamientos estar disponibles sólo para aquellos que puedan pagar el coste adicional? Si es así, los pacientes que carecen de recursos económicos pueden no recibir tratamientos eficaces a los que otros pueden acceder para una serie de enfermedades graves.

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¿Cuándo estarán disponibles los órganos impresos en 3D?

Un segundo obstáculo para la fabricación de grandes construcciones bioimpresas en 3D es la velocidad a la que se puede construir el tejido. Debido a la alta resolución de la bioimpresión 3D, en la que las gotas pueden tener un diámetro de hasta 20 μm, las construcciones grandes pueden requerir horas, si no días, para completarse. El problema aquí radica en mantener las células en un entorno fisiológico durante todo el largo proceso de impresión. Esto implica un control estricto de la temperatura y la humedad del constructo impreso, ya que las células son frágiles y sensibles a los cambios en su entorno. Por lo tanto, se necesitan avances en las bioimpresoras 3D para mantener la construcción, pero también para aumentar la velocidad de impresión.

Éxito del trasplante de órganos impresos en 3D

Las lesiones hepáticas y las enfermedades hepáticas, como el hígado graso y la hepatitis, han aumentado la demanda de bioimpresión de tejidos hepáticos [104]. Nguyen et al. han bioimpreso tejidos hepáticos primarios en 3D que facilitan la evaluación y el ensayo de la respuesta de los órganos a los fármacos [105]. En otro estudio, Chang et al. biofabricaron un órgano hepático micro-3D, que puede ser explorado como prueba de drogas in vitro y para estudiar el metabolismo [129]. Lee et al. describieron un enfoque sencillo de fabricación en un solo paso de un órgano en un chip utilizando la impresión 3D [106]. En otro estudio se ha demostrado una plataforma de hígado en un chip con esferoides hepáticos bioimpresos [107].

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El tejido cartilaginoso es un tipo de tejido conectivo elástico; si se daña, es incompetente para reconstruirse por sí mismo y, por tanto, se restaura quirúrgicamente mediante un sustituto. Sin embargo, los sustitutos artificiales no se curan de forma natural, lo que provoca lesiones en el cartílago [113, 114, 130,131,132]. En la impresión 3D, los andamios de tejido cartilaginoso se incorporan con biotintas como condrocitos, células madre mesenquimales y células de la médula ósea, lo que conduce a la generación del tejido deseado [113, 132]. Ciertas limitaciones, como la escasa resistencia mecánica y la firmeza del tejido cartilaginoso implantado, suscitan preocupación. No obstante, la bioimpresión en 3D tiene grandes aplicaciones en la reparación del tejido cartilaginoso, ya que promete imitar el entorno in vivo exacto del tejido cartilaginoso. Un grupo de investigadores de Suecia introdujo con éxito cartílago humano impreso en 3D en ratones [132]. Imprimieron un hidrogel de nanocelulosa mezclado con células de cartílago de origen humano y, a continuación, implantaron quirúrgicamente las estructuras en ratones. Una vez implantado, se formaron nuevos vasos sanguíneos dentro del cartílago impreso.

Ética de la bioimpresión 3d

En la actualidad, la biofabricación presenta muchos elementos de una nueva comunidad científica emergente,18 que incluye una conferencia anual, una sociedad internacional de biofabricación, varias revistas y nuevos programas educativos en universidades de todo el mundo. La biofabricación y la subdivisión de la bioimpresión conectan estrechamente con las grandes y multidisciplinarias áreas de la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa tanto en sus técnicas (el uso de materiales biológicos para construir construcciones) como en el objetivo de utilizar los propios procesos del cuerpo para sustituirlo y regenerarlo. Los científicos remontan el inicio de la bioimpresión a hace más de tres décadas, con la aparición de artículos que empezaron a explorar las posibilidades de organizar las células espacialmente en estructuras que imitan estrechamente la arquitectura del tejido nativo y que pueden ayudar a fabricar tejidos de ingeniería.19-21

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48 sugieren que “conseguir el nivel deseado de densidad celular, una vascularización eficaz y una maduración acelerada del tejido son retos pendientes”. Los problemas también persisten a nivel de granularidad. De hecho, han sugerido que: “La única forma económica y razonable de comercializar la tecnología de impresión de órganos es emplear sistemáticamente una tecnología robótica automatizada escalable y construir una línea de biofabricación de órganos integrada. No basta con desarrollar un solo dispositivo robótico, una bioimpresora… [será necesario] desarrollar una serie de dispositivos robóticos automatizados integrados, o una línea de biofabricación de órganos.48

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