Qué es la bioimpresión 3D y sus aplicaciones médicas

La impresión en tres dimensiones, o impresión 3D, es una técnica de fabricación de todo tipo de piezas mediante la adición, capa tras capa, del material elegido. Las áreas de aplicación de esta técnica son amplísimas y también han llegado a la medicina. Entendemos por bioimpresión 3D la técnica que permite obtener estructuras tridimensionales. La técnica consiste en la adición, capa a capa, de materiales biológicos, incluso procedentes del propio paciente, alternando, o no, con materiales sintéticos.

Dichas estructuras tienen como función última la replicación de un tejido o de un órgano que posteriormente se podría implantar en el cuerpo del paciente. El hecho de utilizar células propias del paciente permite personalizar la bioimpresión a las necesidades propias del paciente. 

Algunas utilidades de la bioimpresión

Actualmente, la bioimpresión 3D permite fabricar tejidos que pueden restaurar partes enfermas de un órgano y en muchos aspectos de la investigación:

• Ingeniería de tejidos. El potencial de esta técnica permite crear órganos-modelo, que servirían para estudiar sus estructuras biológicas.
• Desarrollo de nuevos medicamentos. Os modelos creados podrían sevir para analizar el comportamiento y resultado de los fármacos en los órganos correspondientes. Esto podría obviar ensayos en animales.
• Modelos de enfermedades. Se podrían crear modelos similares a los del cuerpo, lo que permitiría estudiar mejor las enfermedades y desarrollar tratamientos específicos
• Medicina personalizada. La utilización de las células del propio paciente permitiría crear un tratamiento totalmente personalizado, minimizando el riesgo de fracasos farmacológicos
• Medicina regenerativa. La técnica permitiría reparar o reemplazar tejidos de órganos dañados

Técnicas de bioimpresión 3D

• Por láser. Utiliza la luz del láser para poner biomateriales sobre soportes específicos. Tiene la ventaja de la asepsia (o sea de no contaminar la impresión) y de una gran precisión
• Por extrusión, o sea dar forma a una masa de determinados biomateriales
• Por ondas acústicas, que permitirían manejar las células no intrusivamente
• SWIFT, que está dirigido a la bioimpresión de vasos para el riego sanguíneo de órganos obtenidos mediante células OBB (Bloques de Construcción de Órganos, por sus siglas en inglés) que son bloques de tejido obtenidos por agregación de células madre.

Problemas a que se enfrenta la bioimpresión 3D

La impresión en tres dimensiones es una técnica reciente, datable en la década de los ochenta del pasado siglo. Y la bioimpresión no logró resultados apreciables hasta los principios de este siglo. Es lógico pensar que tiene por delante rodo tipo de problemas, técnicos, económicos y éticos. A continuación, enumeramos algunos de ellos.

Problemas técnicos

• Las “biotintas”, que son los materiales que se bioimprimen, que deben ser compatibles con el proceso de impresión y mantenerla viabilidad celular
• Riego, o sea la vascularización de los órganos creados, que en tanto que compuestos por material celular, necesitan aporte sanguíneo
• Daño celular. El proceso debe garantizar que las células no son dañadas, pues afectaría a su viabilidad.
• Resolución, que aún requiere de mejoras para no alterar la estructura y forma del tejido

Finalmente, es necesario mantener un ambiente apto para la vida de las células a lo largo de todo el proceso, antes, durante y después de la bioimpresión.

Problemas éticos, legales y económicos

Aunque pueda parecer un tema menor, lo cierto es que no se sabe si aplicar la regulación de trasplantes de órganos o si crear un marco legal propio. La igualdad de acceso al tratamiento (hoy, carísimo), la seguridad de los órganos impresos y las implicaciones clínicas de la mejora del cuerpo humano siguen planteando cuestiones sin respuestas claras.

Finalmente, el problema económico es que hoy por hoy, el coste de la bioimpresión es muy elevado

La bioimpresión hoy

Se están desarrollando nuevas técnicas que permiten aumentar la velocidad de la bioimpresión, reduciendo el daño celular. Igualmente, se investiga para encontrar biotintas más eficientes y más compatibles con los tejidos humanos.

Ya es posible crear tejidos como la piel, cartílagos y huesos, que se utilizan para el desarrollo de nuevos fármacos y para la curación de pacientes perjudicados. Es de prever que la creación de órganos funcionales complejos, como el corazón o los pulmones, llegue en un futuro no lejano.

Bibliografía:
Mayo Clinic: bioimpresión
Video: Bioimpresión, Universidad de Granada