Científicos españoles diseñan una bioimpresora 3D capaz de crear piel humana

Enero 23, 2017

Un equipo de investigadores españoles ha diseñado un prototipo de bioimpresora 3D capaz de crear piel humana "totalmente funcional", apta para ser usada en investigación, probar productos cosméticos y, en un futuro, ser trasplantada a pacientes.

Los responsables de este trabajo son investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) y del Hospital General Universitario Gregorio Marañón, en colaboración con la empresa BioDan Group, que espera en breve sacar al mercado el modelo industrial.

El antecedente de esta bioimpresora 3D hay que buscarlo en desarrollos también de este grupo, que, en colaboración con el Centro Comunitario de Sangre y Tejidos de Asturias, diseñó a principios del año 2000 un sistema in vitro por el cual, a partir de una pequeña biopsia de un paciente, se puede generar toda su piel en tres semanas, un tratamiento que en España ya se usa en las unidades hospitalarias de grandes quemados.

Ahora, con la bioimpresora 3D se da un paso más, señala José Luis Jorcano, profesor del departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aerospacial de la UC3M y jefe de la unidad mixta CIEMAT/UC3M de Ingeniería Biomédica, quien asegura que entre los objetivos está la automatización del proceso, la producción a mayor escala y abaratar los costes de la creación de piel humana.

Los responsables son investigadores de la  UC3M, del CIEMAT y del Hospital Gregorio Marañón, en colaboración con BioDan GroupActualmente, este desarrollo se encuentra en fase de aprobación por diferentes entidades regulatorias europeas para garantizar que la piel producida sea apta para su utilización en trasplantes a pacientes con quemaduras y otros problemas en la piel. Además, estos tejidos se pueden emplear para el testeo de productos farmacéuticos así como cosméticos y químicos de gran consumo, donde la regulación actual exige pruebas sin animales, informa la UC3M.

La bioimpresora replica la estructura natural de la piel, con una primera capa externa, la epidermis con su estrato córneo que protege contra el medio ambiente exterior, junto a otra más profunda y gruesa, la dermis. Esta última capa está integrada por fibroblastos que producen colágeno, la proteína que le da elasticidad y resistencia mecánica.

La clave para hacerlo son las biotintas. En lugar de cartuchos con tintas de colores, se utilizan jeringas con distintos componentes biológicos: células, proteínas, factores de crecimiento y andamiajes (estructuras en las que se integran las proteínas para dar forma al tejido), explica el investigador de la UC3M. Los componentes son los mismos que los usados en la creación de piel a mano, pero adaptados a la impresora, que tiene tres módulos: ordenador, los depósitos de las biotintas y el módulo de impresión.

"Cuando uno habla de impresoras 3D se imagina que lo más difícil es hacer la impresora, pero esa no es la dificultad mayor. Éstas están basadas en impresoras normales, sólo hay que adaptarlas para que en lugar de imprimir en un plano lo hagan en tres dimensiones", declara Jorcano, quien apunta que el meollo está en las biotintas.

La deposición de estas biotintas, patentadas por el CIEMAT y bajo licencia de BioDan Group, está controlada por ordenador y se realiza de manera ordenada en una placa para ir produciendo la piel, que luego se introduce en una incubadora a 37 grados centígrados.

Algún día, aunque queden años, seremos capaces de hacer corazones por bioimpresoras a partir de células de pacientesEl proceso de producción de estos tejidos se puede realizar de dos maneras: piel autóloga, creada caso a caso a partir de células del propio paciente para usos terapéuticos como quemaduras graves, y piel alogénica, a partir de células de cualquier persona donante. Esta última es la que está más avanzada y es la más indicada para testar químicos, medicamentos o cosméticos.

En ambos procesos hay que extraer, al igual que con la técnica manual, las células del paciente/donante a través de una pequeña biopsia, cultivarlas en el laboratorio y conseguir su multiplicación, en un proceso que puede durar unas dos o tres semanas. Una vez que se han conseguido suficientes células, se mezclan con el resto de componentes biológicos para la impresión, cuestión de minutos.

La impresora trabaja en condiciones de seguridad biológica para evitar contaminación de otros agentes, por ejemplo bacterias, según Jorcano, quien añade que este equipo de investigadores está trabajando ya en cosas nuevas: estructuras de la piel más complejas y en otros tejidos que no sean piel. "Algún día, aunque queden bastantes años, seremos capaces de hacer corazones por bioimpresoras a partir de células de pacientes".

La descripción de esta bioimpresora se publica en la revista Biofabrication y el modelo industrial podría estar listo en dos o tres meses, confirman fuentes de BioDan Group.

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