Una de las tendencias emergentes en el espacio de la fabricación aditiva es la bioimpresión (también conocida como biomateriales impresos en 3D), que ha mostrado resultados prometedores al replicar tejidos vivos como la piel, los huesos y los órganos internos. El principio es similar a la impresión 3D por láser, capa por capa, extrusión. Los materiales utilizados en este proceso se conocen como biomateriales y ofrecen las mismas propiedades que los tejidos vivos.
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Materiales de ingeniería
Contrariamente a la creencia popular, los biomateriales no proliferaron con la tendencia de la bioimpresión y la clonación, existen desde hace más de 50 años. Además, no debe confundirse con el material biológico que se cultiva a través de sistemas biológicos. Los biomateriales son muy similares al tejido humano y están diseñados desde cero para interactuar con entidades biológicas específicas para la reparación, restauración o reparación de piezas faltantes.
Construcción de biomateriales
Los biomateriales sintetizados se basan en una variedad de procesos químicos y se construyen dentro de un entorno controlado. Como resultado, podemos proporcionar materiales con propiedades pasivas o materiales que imitan los tejidos vivos e interactúan con otros organismos. Las primeras marcas existen desde hace algún tiempo y se utilizan en procedimientos dentales, exámenes, válvulas cardíacas, andamios y aplicaciones farmacéuticas.
La segunda marca es Bioink, cuya principal característica es que imita las propiedades del entorno de la matriz para apoyar el comportamiento orgánico, como el que se observa en las células naturales. También se puede utilizar mediante impresión 3D, a diferencia de otros biomateriales como hidrogeles y redes de polímeros. La biotinta del cartucho de la impresora se mezcla con otros ingredientes y se madura en una incubadora para crear productos a base de células. Luego, de acuerdo con la estructura biológica, se genera la estructura histológica final en 3D.
El primer órgano impreso en 3D
El primer órgano impreso en 3D con éxito es el corazón en un chip, que puede imitar el comportamiento del tejido humano. Sin embargo, aún no es adecuado para el trasplante humano, y hay un largo camino por recorrer antes de que pueda liberar las propiedades esenciales del tejido de órganos humanos reales.
Por ejemplo Autoorganización es una característica importante de los tejidos vivos que permite que las nuevas células se ensamblen y respondan a las funciones que tienen que cumplir. Esta secuenciación conductual aún no se ha logrado, y una de las razones es la falta de comprensión del funcionamiento de las células a micro/nanoescala. Además, la tasa de crecimiento de las células también es pobre, y la biotinta no puede lograr el crecimiento de miles de millones por célula que puede lograr la materia orgánica. Por último, la biotinta no puede imitar meticulosamente los diversos comportamientos de las células, como la exfoliación de la orina y las toxinas, la recolección de nutrientes y la interacción con la sangre.
Biomateriales impresos en 3D: la ciencia ficción se acerca
Si bien aún queda trabajo por hacer, los avances en los biomateriales impresos en 3D están acercando la ciencia ficción a la realidad de una manera que muchos pensaban que era imposible hace solo una década. En 2016, se creó el primer corazón en un chip impreso en 3D, y el uso de andamios para el crecimiento óseo ya se está utilizando en cirugía. Ambos se consideran pasos innovadores, pero pronto se convertirán en la columna vertebral de la bioingeniería y, para 2025, no es descabellado esperar órganos impresos en 3D.