Què és la bioimpressió 3D i les seves aplicacions mèdiques

La impressió en tres dimensions, o impressió 3D, és una tècnica de fabricació de tota mena de peces mitjançant l’addició, capa rere capa, del material escollit. Les àrees d’aplicació d’aquesta tècnica són amplíssimes i també han arribat a la medicina. Entenem per bioimpressió 3D la tècnica que permet obtenir estructures tridimensionals. La tècnica consisteix en l’addició, capa a capa, de materials biològics, fins i tot procedents del propi pacient, alternant, o no, amb materials sintètics.

Aquestes estructures tenen com a funció última la replicació d’un teixit o d’un òrgan que posteriorment es podria implantar en el cos del pacient. El fet d’utilitzar cèl·lules pròpies del pacient permet personalitzar la bioimpressió a les necessitats pròpies del pacient. 

Algunes utilitats de la bioimpressió

Actualment, la bioimpressió 3D permet fabricar teixits que poden restaurar parts malaltes d’un òrgan i en molts aspectes de la investigació:

• Enginyeria de teixits. El potencial d’aquesta tècnica permet crear òrgans-model, que serviren per estudiar les seves estructures biològiques.
• Desenvolupament de nous medicaments. Els models creats podrien servir per analitzar el comportament i resultat dels fàrmacs en els òrgans corresponents. Això podria obviar assaigs en animals.
• Models de malalties. Es podrien crear models similars als del cos, la qual cosa permetria estudiar millor les malalties i desenvolupar tractaments específics
• Medicina personalitzada. La utilització de les cèl·lules del propi pacient permetria crear un tractament totalment personalitzat, minimitzant el risc de fracassos farmacològics
• Medicina regenerativa. La tècnica permetria reparar o reemplaçar teixits d’òrgans danyats

Tècniques de bioimpressió 3D

• Per làser. Utilitza la llum del làser per posar biomaterials sobre suports específics. Té l’avantatge de l’assepsia (és a dir de no contaminar la impressió) i d’una gran precisió
• Per extrusió, és a dir donar forma a una massa de determinats biomaterials
• Per ones acústiques, que permetrien manejar les cèl·lules no intrusivament
• SWIFT, que està dirigit a la bioimpressió de vasos per al reg sanguini d’òrgans obtinguts mitjançant cèl·lules OBB (Bloques de Construcción de Órganos, per les seves sigles en anglès) que són blocs de teixit obtinguts per agregació de cèl·lules mare.

Problemes als quals s’enfronta la bioimpressió 3D

La impressió en tres dimensions és una tècnica recent, datable en la dècada dels vuitanta del segle passat. I la bioimpressió no va aconseguir resultats apreciables fins als principis d’aquest segle. És lògic pensar que té per davant tota mena de problemes, tècnics, econòmics i ètics. A continuació, enumerem alguns d’ells.

Problemes tècnics

• Les “biotintes“, que són els materials que es bioimprimeixen, que han de ser compatibles amb el procés d’impressió i mantenir la viabilitat cel·lular
• Reg, és a dir la vascularització dels òrgans creats, que en tant que compostos per material cel·lular, necessiten aport sanguini
• Dany cel·lular. El procés ha de garantir que les cèl·lules no són danyades, perquè afectaria la seva viabilitat.
• Resolució, que encara requereix de millores per no alterar l’estructura i forma del teixit

Finalment, cal mantenir un ambient apte per a la vida de les cèl·lules al llarg de tot el procés, abans, durant i després de la bioimpressió.

Problemes ètics, legals i econòmics

Encara que pugui semblar un tema menor, el cert és que no se sap si aplicar la regulació de trasplantaments d’òrgans o si crear un marc legal propi. La igualtat d’accés al tractament (avui, caríssim), la seguretat dels òrgans impresos i les implicacions clíniques de la millora del cos humà segueixen plantejant qüestions sense respostes clares.

Finalment, el problema econòmic és que avui per avui, el cost de la bioimpressió és molt elevat

La bioimpressió avui

S’estan desenvolupant noves tècniques que permeten augmentar la velocitat de la bioimpressió, reduint el dany cel·lular. Igualment, s’investiga per trobar biotintes més eficients i més compatibles amb els teixits humans.

Ja és possible crear teixits com la pell, cartílags i ossos, que s’utilitzen per al desenvolupament de nous fàrmacs i per a la curació de pacients perjudicats. És de preveure que la creació d’òrgans funcionals complexos, com el cor o els pulmons, arribi en un futur no llunyà.

Bibliografia:
Mayo Clinic: bioimpressió
Vídeo: Bioimpressió, Universitat de Granada