Científicos imprimen cartílago en 3D con hebras de biotinta

¿Qué es LIFE?
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Nuevo método para crear cartílago

La degeneración del cartílago en las articulaciones puede ser bastante dolorosa y extremadamente difícil de reparar.

Un nuevo esfuerzo de investigación en la Universidad Estatal de Pennsylvania podría mejorar la situación, con el diseño de un nuevo método para la fabricación de implantes de cartílago artificiales que aprovecha la tecnología de impresión en 3D.

Los intentos anteriores de crear cartílago artificial han tendido a depender cada vez más de unos nanotubos de hidrogel, pero de acuerdo con los investigadores, esta técnica no permite el crecimiento normal.

Por lo general, se ha visto que los implantes resultantes carecen de fuerza o contienen compuestos que pueden inhibir el crecimiento celular normal. El método de los investigadores de Penn State es un poco diferente, y el equipo cree que podría ser utilizado para crear tejidos a gran escala, sin necesidad de ningún tipo de "andamio".

Es un proceso de dos pasos, empezando con la creación de tubos diminutos de un extracto de alga llamada alginato, cada uno de los cuales mide sólo 3 a 5 centésimas de pulgada de diámetro. Estos tubos son luego inyectados con células de cartílago, que se dejan crecer durante alrededor de una semana.

Las células del cartílago empiezan a pegarse, pero no se adhieren al alginato.

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Después de siete días, las células se retiran de los tubos de alginato, dejando hebras delgadas de cartílago. Esos hilos de cartílago se utilizan entonces como la tinta con la que el equipo construye el material en capas para formar la estructura deseada, usando una impresora 3D con una boquilla especialmente diseñada.

Esta estructura puede ser cualquier cosa que los investigadores necesiten, y tarda sólo media hora para ser lo suficientemente fuerte como para trasladarla a una placa de Petri, donde es empapada de nutrientes que ayudan a fusionar las hebras en una sola pieza de cartílago.  

Cartílago impreso en 3D

El cartílago que producen los investigadores es muy similar al cartílago de vaca natural, aunque no tan fuerte. Sin embargo, todavía es más fuerte que el cartílago artificial hecho usando hidrogel, y el equipo cree que sería más fuerte si se utiliza con pacientes reales, con la presión de las articulaciones mejorando sus propiedades mecánicas.

Hablando de su potencial de uso clínico, el equipo señala que si el proceso fuera a probarse con cartílagos humanos, habría que cosechar las células de los participantes del ensayo, para asegurar que el cartílago artificial impreso en 3D no sea rechazado por el cuerpo.

Por otro lado, el proceso permitiría un alto nivel de flexibilidad al hacer implantes. "Podemos imitar el cartílago articular real mediante la impresión de hebras verticalmente y luego horizontalmente para imitar la estructura natural", dijo el profesor asociado de Penn State Ibrahim T. Ozbolat.