Los órganos artificiales finalmente pueden obtener un suministro de sangre

En lo que puede ser un avance crítico para la creación de órganos artificiales, los investigadores de Harvard dicen que han creado tejido entrelazado con vasos sanguíneos.

Capas vivas: Los investigadores de Harvard demuestran su método para crear construcciones de tejido vascularizado mediante la impresión de tintas cargadas de células en un patrón de zig-zag en capas.

Usando una impresora 3D de cuatro cabezales hecha a medida y una tinta que desaparece, el científico de materiales Jennifer Lewis y su equipo creó un parche de tejido que contiene células de la piel y material estructural biológico entretejido con estructuras parecidas a vasos sanguíneos. Informado por el equipo en Materiales avanzados , el tejido es el primero realizado mediante impresión 3D que incluye vasos sanguíneos potencialmente funcionales incrustados entre múltiples tipos de células con patrones.

En los últimos años, los investigadores han logrado un progreso impresionante en la construcción de tejidos y estructuras similares a órganos en el laboratorio. Los tejidos artificiales delgados, como la tráquea que crece a partir de las propias células del paciente, ya se están utilizando para tratar a los pacientes (ver Órganos de fabricación). En otros ejemplos más preliminares, los científicos han demostrado que las condiciones de cultivo específicas pueden hacer que las células madre crezcan en estructuras autoorganizadas que se asemejan a un cerebro en desarrollo, un poco de hígado o parte de un ojo (ver Investigadores cultivan tejidos cerebrales humanos en 3-D , Un hígado rudimentario se cultiva a partir de células madre y globos oculares en crecimiento). Pero no importa el método de construcción, todos los proyectos de regeneración se han topado con la misma pared al intentar construir tejidos más gruesos y complejos: la falta de vasos sanguíneos.

El grupo de Lewis resolvió el problema creando estructuras huecas en forma de tubo dentro de una malla de celdas impresas utilizando una tinta que se licua a medida que se enfría. La impresora 3D construye el tejido en capas. Una tinta a base de gelatina actúa como matriz extracelular, la mezcla estructural de proteínas y otras moléculas biológicas que rodea las células del cuerpo. Otras dos tintas contenían el material de gelatina y células de piel humana o de ratón. Todas estas tintas son lo suficientemente viscosas para mantener su estructura después de ser colocadas por la impresora.

Una tercera tinta con un comportamiento contrario a la intuición ayudó al equipo a crear los tubos huecos. Esta tinta tiene una consistencia similar a la de gelatina a temperatura ambiente, pero cuando se enfría se licua. El equipo imprimió pistas de esta tinta entre otras. Después de enfriar el parche de tejido impreso, los investigadores aplicaron un ligero vacío para eliminar la tinta especial, dejando canales vacíos dentro de la estructura. Luego, las células que normalmente recubren los vasos sanguíneos del cuerpo se pueden infundir en los canales.

Construir tejidos u órganos de reemplazo reales para los pacientes es un objetivo lejano, pero uno que el equipo ya está sopesando. Creemos que es un paso fundamental, y creemos que será esencial para la impresión o regeneración de órganos, dice Lewis, que es miembro del Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica de la Universidad de Harvard.

Los canales más pequeños impresos tenían alrededor de 75 micrómetros de diámetro, que es mucho más grande que los diminutos capilares que intercambian nutrientes y desechos en todo el cuerpo. La esperanza es que el método de impresión 3-D establezca la arquitectura general de los vasos sanguíneos dentro del tejido artificial y luego se desarrollarán vasos sanguíneos más pequeños junto con el resto del tejido. Vemos esto como un método para imprimir los recipientes más grandes; luego queremos aprovechar la biología para hacer el resto del trabajo, dice Lewis.

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