Tecnología Loyola 2016
Milena Brand Bravo, Valeria Cuéllar Monsalve, Alejandra García Isaza, Sebastian Molina Patiño.
PREGUNTA PROBLEMATIZADORA
¿Cómo ha
influenciado la tecnología en las diferentes disciplinas que se relacionan con
el hombre a través de la historia?
OBJETIVOS
Objetivo general: Indagar
los avances de la tecnología en la medicina
centrándonos en la bioimpresión de órganos en 3D
Objetivos específicos:
- Consultar el
funcionamiento de la bioimpresora 3D
- Conocer el
impacto de la impresora 3D en la medicina para el tratamiento de los pacientes.
- Informar la influencia que ha tenido la bioimpresora
de órganos en la vida de las personas.
MARCO TEORICO
Clasificación de las tecnologías medicas
·
Tecnologías de diagnosticas: permite
identificar y determinar los procesos por los que pasa un paciente.
·
Tecnologías preventivas: protegen al
individuo contra la enfermedad. Ej: mamografía.
·
Tecnologías de terapia o rehabilitación: liberan al paciente de su enfermedad o corrigen sus efectos sobre
las funciones del paciente. Ej: Láser de dióxido de carbono.
·
Tecnologías de administración y organización: permiten el otorgamiento correcto y oportuno de los servicios de
salud. Ej: microprocesadores genéticos.
Avances de la tecnología en la medicina:
1895 W.C.
Roentgen descubre los rayos X se utiliza
el microscopio en una operación.
1900
electrocardiógrafo: eñ creador de este instrumento, utilizado para estudiar la
actividad eléctrica de músculo cardiaco, fue el holandés William Einthoven.
1921 por
primera vez se utiliza el microscopio en
una operación.
1942 se utiliza por primera
vez un riñón artificial para la diálisis.
1952 P.M. Zoll implanta el primer marcapasos.
1953 se obtiene el modelo de la doble hélice del ADN
1967 primer trasplanté de corazón entre humanos
1978 primer bebé concebido in Vitro
1980-1996 se establece la quimioterapia sistemática como tratamiento
de la enfermedad avanzada.
1997 germcitabina se establece como nuevo esquema estándar de
tratamiento para le enfermedad avanzada.
2010 primera combinación de poliquimioteoterapia que supera a la
monoterapia con gemcitabina.
2013 primera combinación de poliquimioterapia basada en gemcitabina
que supera a la monoterapia con gemcitamina.
2014 las combinaciones de
oxaplatino con 5-fñuorouracilo se establecen como segunda línea de tratamiento
en pacientes que mantiene un adecuado estado general.
Impresión 3D de órganos, la próxima frontera
Primero
fue Gutenberg y la revolución cultural del texto al alcance de todos. Más de
500 años después, a la imprenta se le suma una nueva dimensión. Y la revolución
ya está llegando al área de la salud humana. Hoy se imprimen desde remplazos
óseos hasta trozos de tejidos especializados. Además, distintos laboratorios de
todo el mundo estudian la posibilidad de generar un órgano entero.
La
impresión 3D fue inventada en los años 80. Consiste en la fabricación de
objetos a partir de un modelo digital tridimensional. El proceso se basa en la
deposición del material de elección, una capa por vez, en forma secuencial
según el patrón elegido.
En
salud, la impresión 3D es utilizada para la fabricación de dientes,
dispositivos de ayuda para la audición y prótesis diversas. Su principal
ventaja es la obtención de piezas únicas, a medida.
En este caso, el modelo a imprimir surge de la
digitalización de imágenes del paciente obtenidas mediante técnicas no
invasivas de diagnóstico, como radiografías, resonancia magnética nuclear y
tomografía computada. Los materiales a utilizar dependen de las características
estructurales y mecánicas deseadas según la pieza a imprimir. En general se
utilizan metales, cerámicos o polímeros biocompatibles que al ser implantados
pueden actuar como soporte para el crecimiento de las células del mismo
paciente.
La
impresión 3D de tejidos específicos es una de las aplicaciones más recientes de
esta técnica. Un gel embebido en agua se usa como soporte y las células humanas
propias de cada órgano son las “tintas” del proceso.La deposición de materiales
es finamente controlada para emular la distribución espacial de los distintos
tipos celulares del órgano deseado. Otra alternativa es utilizar células madres
que pueden ser transformadas en distintos tipos celulares mediante el uso de
nutrientes y factores de crecimiento específicos. Así se obtiene un tejido
tridimensional de solo unos milímetros de grosor, que se comporta
bioquímicamente como el órgano que emula. El sistema es ideal para estudios
fisiológicos en condiciones normales y patológicas.
El
proceso de obtención de estos tejidos 3D es altamente reproducible. Se obtienen
múltiples copias idénticas de un modelo simple pero representativo de estudio.
Algunas empresas farmacéuticas están comenzando a utilizarlos para el
desarrollo de drogas u otros agentes terapéuticos. La principal ventaja es que
se trata de un modelo que usa componentes humanos y así se evitan las posibles
diferencias que podrían tener tejidos humanos con tejidos de animales de
experimentación. Modelos de hígado, piel y riñón ya han sido descriptos y
utilizados.
Un
activo campo de investigación es la posibilidad de imprimir un órgano entero.
En algunos casos sería posible utilizar células del propio paciente
(autólogas). Así se eliminarían los riesgos de rechazo por incompatibilidad, lo
que en ocasiones sucede en los trasplantes de órganos actuales. Por otra parte
se evitaría la necesidad de esperar la aparición de un donante.
Sin
embargo, pasar de los tejidos 3D al órgano entero es todavía un trabajo en
progreso, una posibilidad a futuro. Lograr el desarrollo de vasos sanguíneos es
uno de los objetivos en este proyecto. Es vital para que las células que
conforman el tejido reciban sus nutrientes y puedan eliminar los residuos
metabólicos. Por otro lado el grado de proliferación (división) celular tiene
que ser finamente controlado. La densidad de células que se usa para la
impresión 3D es baja. Esto implica que, para poder formar un órgano,
inicialmente las células deben tener una alta tasa de proliferación. El riesgo
es que el tejido se vuelva canceroso. Una baja tasa de división celular, por
otra parte, lo llevaría a su muerte.
La impresión 3D en el área de la
salud llegó para transformar vidas. Hoy, es la producción de prótesis a medida
y de tejidos en 3D para remplazar los animales de experimentación. En el futuro
quizá sea posible generar un hígado o un riñón en el laboratorio, a pedido.
Mientras tanto, se abren nuevas áreas para el
La revolución de la impresión 3D
Cuando
Charles W. Hull, más conocido como Chuck Hull, fabricó la primera pieza con
impresión 3D en 1983, no imaginaba ni por asomo a dónde podría llegar su
invención. Unos 30 años después, los expertos afirman que la impresión en 3D
impulsará la próxima revolución industrial, transformando por completo el
proceso de fabricación y construcción de prácticamente todo lo que nos rodea.
Comienzos y evolución de la impresión en 3D
Hull,
considerado como el padre de la impresión 3D, trabajaba por aquel entonces en
una empresa que utilizaba la luz ultravioleta para aplicar unas finas capas de
resina sobre mesas y muebles. Fue entonces cuando se le ocurrió que poniendo
múltiples capas, unas sobre otras, de un fotopolímero líquido que se convierte
en sólido al contacto con la luz y aplicándoles luz ultravioleta para darles
forma, podría construir un objeto en 3D. Este nuevo método de fabricación, que
Hull denominó estereolitografía, ha derivado en lo que hoy en día se conoce
como la fabricación aditiva o impresión 3D.
La
técnica, que permite crear un objeto tridimensional sólido a partir de un
modelo digital, se introdujo rápidamente en la industria del automóvil y la
aeroespacial. Empresas como General Motors o Mercedes-Benz la utilizaron para
la fabricación de prototipos.Y pronto se introdujo también en la fabricación de
material quirúrgico.
Con el
paso de los años, la técnica ha ido evolucionado a pasos agigantados,
permitiendo la impresión de prácticamente cualquier cosa, desde implantes
dentales a gafas, ropa o calzado e, incluso, casas. En general, el precio de
las impresoras ha bajado considerablemente y se prevé que seguirá bajando, se
han desarrollado modelos más pequeños de impresoras para el hogar y los modelos
actuales son capaces de imprimir en múltiples materiales, desde plásticos a
acero inoxidable o titanio. ¡Hasta en chocolate y caramelo!
Los
artesanos tradicionales fabricaban a mano. Ese tipo de fabricación permitía la
elaboración de objetos personalizados y a medida, pero era lento y costoso. La
llegada de las máquinas y la revolución industrial ocasionó cambios importantes
en los sistemas de fabricación, acelerando el proceso y abaratando los costes,
pero poniendo fin a esa personalización y fabricación a medida para producir en
masa. Con la impresión en 3D se acerca un nuevo cambio.
Ventajas de la impresión en 3D
Las
ventajas de la impresión 3D son infinitas y tan asombrosas que muchas de ellas
ni siquiera podemos imaginarlas hoy en día, sino que irán surgiendo con el paso
del tiempo. No obstante, algunas ya son evidentes y podremos disfrutar de ellas
a corto plazo:
1. Recuperaremos la personalización y
fabricación a medida:
Basta
con crear o modificar el diseño en formato digital para adaptarlo a nuestro
gusto o medidas e imprimirlo. Además, la complejidad del objeto no influye en
la dificultad del trabajo ni en el coste: a la impresora 3D le cuesta lo mismo
imprimir un objeto simple que uno lleno de curvas o recovecos, la máquina
simplemente se limita a seguir el diseño digital.
2. Fabricaremos más rápido y por menos
dinero gracias a:
·
Su enorme versatilidad: Podremos fabricar de todo con
una sola máquina. Una vez realizado el diseño digital de lo que queremos
fabricar es muy rápido imprimir múltiples copias del objeto, ya sean iguales o
distintas, dado que basta con modificar rápidamente el diseño digital para
imprimir una variante diferente del objeto. Tampoco es necesario cambiar de
máquina ni reprogramarla para fabricar algo diferente: hasta ahora, la mayoría
de las máquinas estaban diseñadas específicamente para fabricar un producto
concreto y cualquier cambio en el producto fabricado o la necesidad de fabricar
otro producto diferente requería modificar o reprogramar la máquina o bien
utilizar otra máquina diferente. Ahora, podremos fabricar objetos completamente
diferentes y de materiales muy variados con la misma impresora 3D.
·
La fabricación local: dado que la impresión 3D permite
realizar la fabricación in situ en cualquier lugar, ya no será necesario
transportar largas distancias los productos, ni disponer de almacenes en los
que guardar el stock. Eso reducirá aún más los costes de producción y eliminará
los de almacenaje y distribución.
3. Dañaremos menos el medioambiente:
·
Contaminaremos menos: Al no ser necesario distribuir
los productos a largas distancias, desparecerá la contaminación generada
actualmente con su transporte.
·
Generaremos menos residuos: en la fabricación tradicional,
se suele partir de una cantidad mayor de materia prima a la que se le van
sustrayendo capas o trozos, raspando, cortando, etc. hasta obtener el objeto
deseado; este tipo de técnicas generan numerosos residuos. En el caso de la
impresión 3D, en cambio, el objeto se genera añadiendo capas de material sólo
donde es necesario para dar forma al objeto, de forma que no sólo no se genera
ningún tipo de residuo, sino que se utiliza menos cantidad de materia prima
para fabricar el objeto.
Según
Avi Reichental, pronto todos podremos tener una impresora 3D en nuestra casa y
fabricarnos nuestro propio calzado o ropa personalizados y a medida. De hecho,
será habitual que conozcamos las medidas de cada parte de nuestro cuerpo, al
igual que ahora conocemos nuestro número de calzado.
Según
Reichental, en unos 10 años seremos capaces de imprimir no sólo huesos de
reemplazo, sino también órganos completamente funcionales.
Las
posibilidades de la impresión 3D parecen ilimitadas y, sin duda, finalmente
serán más de las que ahora somos capaces de imaginar. Sin embargo, al igual que
sucede con la mayor parte de los avances tecnológicos disruptivos, no todo es
positivo.
El futuro de la impresión 3D: órganos
humanos
Desde su
aparición, las impresoras 3D han sido de gran ayuda a la medicina creando desde
prótesis funcionales hasta huesos a la medida, pero los científicos quieren ir
por más. El nuevo desafío de las impresoras 3D van por crear órganos humanos
que se puedan imprimir en máquinas especiales y, a través de los cuales se
terminaría no sólo con las grandes listas de espera para los trasplantes, sino
que también con la mayoría de los casos de rechazo.
La bioimpresión: el futuro de la medicina
Hace
años se intenta cultivar tejidos humanos en laboratorios, especialmente
utilizando células madre, pero en el caso de los órganos los resultados no han
sido exitosos.
La
bioimpresión, promete mezclar el trabajo de laboratorio con impresoras muy
especiales, capaces de tomar células cultivadas en laboratorio y, mediante un
proceso especial, transformarlas en un tipo de órganos a la medida del
paciente.
Si bien
todavía no se ha logrado imprimir un corazón, riñón o hígado en 3D, si se logró
crear una tráquea para trasplantarla a una niña, utilizando sus propias células
madre.
La
medicina está cada vez más cerca de crear órganos: la empresa Organovo de
California, Estados Unidos, ya logró imprimir capas de un hígado, lo que
demuestra que lograr imprimir el órgano completo no está lejos.
Cómo funciona la impresión de órganos en 3D
La
impresión de órganos humanos tiene varias etapas. Primero, los científicos
toman muestras de tejidos o células madre del paciente, las que se cultivan en
laboratorio esperando que se multipliquen.
A
continuación, estas células se transforman en una especie de tinta biológica,
que es la que se utiliza en la bioimpresión. Las impresoras, están programadas
para crear diferentes órganos, todo a la medida de lo que requiere el paciente.
Se imprime un modelo de estas células, ya diferenciadas para su uso, en tercera
dimensión, para luego implantarlas en el cuerpo humano, esperando que se fundan
con las células ya existentes, reemplazando al órgano que falla.
No se
imprime un órgano tal como lo conocemos, sino que conjuntos celulares que son
capaces de realizar los procesos que no están funcionando como deben por el
fallo del órgano encargado.
La
bioimpresión, que en un principio será realmente costosa, supone grandes
beneficios en el área de los trasplantes: no habrá que esperar que exista un
órgano de un cadáver disponible terminando las largas listas. Tan sólo en
Estados Unidos, 18 personas fallecen cada día esperando un órgano.
Además
la intervención quirúrgica que hoy suponen los trasplantes es muy riesgosa y,
al utilizar tejidos la complejidad de la operación disminuye notablemente.
Finalmente, el rechazo de órganos trasplantados, un gran problema para los
pacientes que deben consumir inmunodepresores de por vida, baja mucho, ya que se
utilizan células de la misma persona.
Todavía
falta que la bioimpresión se haga realidad, pero en pocos años es probable que
la gente no muera esperando un trasplante, sino que reciba uno a la medida
alargando su vida y las posibilidades de disfrutarla a pleno.
Aplicaciones
China crea bio-impresora 3D para crear
órganos humanos
Investigadores
de la Universidad de Hangzhou Dianzi en China han anunciado haber desarrollado
la primera impresora 3D capaz de imprimir tejido vivo, llamándola “Regenovo” y
ya la han utilizado para imprimir varias muestras, incluidas unidades de hígado
y cartílago de la oreja humana.
Xu
Ming’en, desarrollador de Regenovo, dijo que la impresora necesita menos de una
hora para producir ya sea una muestra de hígado mini o una muestra de cartílago
de la oreja. Aunque a diferencia de un órgano real este no tiene color ni vasos
sanguíneos o nervios, pues todavía es imposible imprimir el tejido y los vasos
sanguíneos que viven de forma simultánea con la tecnología actual.
Pero Xu
predice que con estos avances los órganos impresos completamente funcionales
podrían ser posibles dentro de los próximos diez a veinte años.
El
proceso utiliza un polímero médico, materiales inorgánicos y gel de agua
mezclado con células vivas, imprimiéndose en condiciones asépticas gracias a sus con controles de temperatura
que oscilan entre -5 ° C a 260 ° C. La tasa de daño de las células para el
proceso de impresión Regenovo es aparentemente muy baja, en torno a un 90% de las
células sobreviven y hasta el momento según los investigadores han sido capaces
de mantenerse con vida durante un máximo de cuatro meses.
La
inversión total de esta impresora bio 3D es de alrededor de 1 millón de yuanes
(164, 000 dólares). Tiene un tamaño de 60 x 50 x 74 cm, con una boquilla 80
micras para la impresión.
Este
anuncio marca la primera vez que China se ha intensificado oficialmente en el
área bioprinting, impresoras similares ya están en desarrollo en varias partes
del mundo, por ejemplo sus homólogos más cercanos como Organovo crean por medio
de impresiones 3D redes de tejido para estudiar el cáncer, los de la
Universidad de Cornell quienes trabajan con la impresión de células madre,
además de otros laboratorios están trabajando en la impresión de riñones ,
inserciones espinales, cartílagos trasplantables, injertos de piel y más.
Por
ahora este tipo de impresoras aún se encuentran en fases de prueba, por ello no
se ha dado fecha para su implementación en el campo médico, pero el proceso de
la impresión en 3D se está convirtiendo en una industria importante para los
países. La capacidad para recrear músculos, tendones y órganos podría muy
pronto cambiar el mundo de manera significativa.
Desarrollan una
impresora 3D capaz de fabricar tejido y órganos a escala humana
Científicos en Estados Unidos han implantado con
éxito en animales estructuras de tejido vivo fabricadas con una
"sofisticada y mejorada" impresora 3D, revela un estudio publicado
este lunes por la revista británica Nature. Esta investigación, desarrollada
por el Wake Forest Baptist Medical Center, en Carolina del Norte, representa un
avance para la medicina regenerativa, pues sugiere que estas estructuras
podrían ser implantadas en el futuro en pacientes, superando "varios
obstáculos técnicos" que lo dificultan en la actualidad, destacan sus
responsables en un comunicado. La 'bioimpresora 3D' puede fabricar "tejido
estable a escala humana de cualquier forma y tamaño" Los expertos
imprimieron estructuras cartilaginosas, óseas y musculares "estables"
y tras implantarlas en roedores, maduraron hasta convertirse en tejido
funcional, al tiempo que desarrollaron un sistema de vasos sanguíneos. Aunque
las nuevas estructuras impresas no están listas aún para ser implantadas en
pacientes, recuerdan, los primeros resultados del estudio apuntan a que tienen
"el tamaño, solidez y funcionalidad adecuadas paran ser usadas en
humanos". "Esta nueva impresora de tejidos y órganos es un avance
importante en nuestro objetivo de fabricar tejido de repuesto para
pacientes", explica Anthony Atala, director del Instituto de Medicina
Regenerativa del Wake Forest (WFIRM, sus siglas en inglés). Según el experto,
la 'bioimpresora 3D' puede fabricar "tejido estable a escala humana de
cualquier forma y tamaño", lo que permitiría "imprimir tejido vivo y estructuras
de órganos para la implantación quirúrgica". Para este trabajo, el WFIRM
ha contado con financiación del Instituto de Medicina Regenerativa de la
Fuerzas Armadas estadounidenses, que aspira a aplicar esta tecnología en
soldados heridos en combate, dada la escasez de donantes de tejidos para
implantes. La precisión de esta nueva impresora 3D significa que, en un futuro
próximo, se podría replicar fielmente los tejidos y órganos más complejos del
cuerpo humano. En qué se diferencia esta máquina 3D De momento, recuerdan los
investigadores, las impresoras actuales, ya sean de inyección, láser o de
extrusión, no pueden reproducir estructuras que tengan el tamaño o la solidez
necesaria para ser implantadas en el cuerpo. El llamado Sistema Integrado de Impresión
de Tejido y Órgano (ITOP), desarrollado por el WFIRM durante los últimos diez
años, ha superado estas limitaciones, celebra Atala. El ITOP trata tanto
materiales plásticos como biodegradables para crear la "forma" del
tejido y los geles con base de agua que sostienen a las células. La máquina
trata tanto materiales plásticos como biodegradables para crear la
"forma" del tejido y los geles con base de agua que sostienen a las
células Además, la máquina 3D fabrica una fuerte estructura externa temporal,
lo que evita que se produzcan daños en las células durante el proceso de
impresión. Otro de los desafíos que presenta la ingeniería de tejidos es lograr
que las estructuras implantadas vivan el tiempo suficiente para que puedan
integrarse en el cuerpo. En este sentido, los expertos optimizaron, por un
lado, la "tinta" de base acuática que sostiene a las células para
mejorar su "salud" y promover su crecimiento, al tiempo que
imprimieron un entramado de "microcanales" en las estructuras. Estos
canales, apuntan, permiten que los nutrientes y el oxígeno presentes en el
cuerpo humano se integren en las citadas estructuras, las mantengan vivas y
desarrollen un sistema de vasos sanguíneos. Investigaciones anteriores
demostraron que las células sobreviven solo cuando las estructuras de tejidos
implantadas que no han sido capaces de desarrollar vasos sanguíneos tienen un
tamaño menor de 200 micras (0,1778 milímetros). Atala y sus colegas lograron
fabricar una oreja de un tamaño apto para bebés de 1,5 pulgadas (38,1
milímetros) capaz de sobrevivir y de presentar signos de vascularización uno y
dos meses después de ser implantada. "Nuestros resultados indican que el
uso de una 'biotinta' combinada, unido al desarrollo de 'microcanales', crea el
entorno adecuado para mantener vivas a las células y favorecer su crecimiento y
el de los tejidos", afirma el investigador. Otra característica del ITOP
es su capacidad para procesar datos de tomografías y de resonancias magnéticas
y "fabricar tejido a la medida" de cada paciente.
Una impresora 3D crea huesos, músculos y
cartílagos
la
bioimpresión. Usando una impresora 3D creada por ellos, un grupo de
especialistas en medicina regenerativa de EE UU ha demostrado la viabilidad de
tejidos vivos impresos. Con el mismo sistema imprimieron huesos, cartílagos y
músculos que después implantaron en modelos animales. En un porcentaje superior
al 90%, las estructuras impresas regeneraron el tejido, creando su propio
sistema vascular.
La
ingeniería de tejidos es una de las grandes promesas de la medicina
regenerativa. En un futuro, tras escanear la zona u órgano dañada, un programa
modelará la estructura y tejidos a imprimir y una impresora 3D que usa células
en vez de tinta obrará el milagro. Ya hay empresas que comercializan tejidos celulares
sacados por la impresora, como Organovo. Pero restaurar una parte del cuerpo
defectuosa o dañada por un accidente exige una tecnología que aún no ha llegado
pero que la ciencia está acercando paso a paso.
El
último de estos avances lo ha dado el grupo de investigación en medicina
regenerativa del Centro Médico Baptista Wake Forest (Winston-Salem, EE UU).
Dirigidos por Anthony Atala, han creado una impresora de material vivo o
bioimpresora. Su nombre o siglas es ITOP, o sistema integrado de impresión de
tejidos y órganos, en inglés. El artilugio es algo aparatoso, pero no más que
otras impresoras 3D de uso industrial. Pero ITOP imprime estructuras vivas en
vez de cosas.
"Esta
nueva impresora de tejidos y órganos es un importante avance en nuestro objetivo
de crear tejido de reemplazo para los pacientes, dice en una nota el doctor
Atala, que ya hace unos años consiguió crear cartílago con una impresora de
inyección de tinta. Ahora han perfeccionado el sistema. "Puede fabricar
tejidos a escala humana de cualquier forma y estables. Con su desarrollo, esta
tecnología podría usarse para imprimir estructuras de tejidos y órganos para su
implantación quirúrgica", añade.
ITOP
parte de aquellos primeros trabajos. La impresora realiza un doble proceso. Por
un lado, usa polímeros para recrear una matriz con la estructura básica del
tejido a imprimir. Por el otro, sobre esa estructura inyecta un hidrogel
enriquecido con las células de interés. Por ejemplo, precursores de las fibras
musculares, mioblastos, para imprimir un músculo, o condrocitos si lo que se
trata es de crear una oreja u otro tejido cartilaginoso. Los investigadores
usaron también células madre procedentes de líquido amniótico humano como base
para imprimir una mandíbula o una porción del cráneo.
El principal
problema hasta ahora en este punto del proceso era conseguir que el biomaterial
impreso no solo se mantuviera vivo, sino que sirviera de base para que las
células proliferaran a lo largo de la estructura. Según los resultados de su
investigación, publicada en Nature Biotechnology, tanto las células usadas para
el tejido muscular, como los de huesos o las de la oreja seguían vivas seis
días después de su impresión y habían iniciado procesos de proliferación
celular.
Lo
siguiente fue probar su viabilidad tanto estructural como funcional. Cada una
de las impresiones fue implantada en diferentes modelos animales, ratas y
ratones. En los cuatro casos, la supervivencia celular superó el 90% y en todos
ellos, los tejidos impresos fueron capaces de proliferar, generando nuevo
tejido. Una de las claves para esta regeneración parece haber sido la inclusión
de microcanales dentro la estructura impresa que, como si fuera un sistema
vascular propio, permitieron la circulación del oxígeno y los nutrientes.
Avances hacia los órganos artificiales:
imprimen en 3D un sistema circulatorio
La
posibilidad de contar con órganos completos para trasplante generados mediante
impresión –o bioimpresión- en tres dimensiones está cada vez más cerca. Dichos
órganos tendrían todas las células, las proteínas y los vasos sanguíneos en el
lugar correcto, simplemente con pulsar el botón de “imprimir” en la pantalla de
un ordenador.
Suena
muy futurista y a ciencia ficción, pero diversas investigaciones en el mundo
avanzan para conseguir este objetivo, que podría salvar muchas vidas.
El
último paso lo han dado investigadores de la Universidad de Sidney (Australia),
de la Universidad de Harvard, de la de Stanford, y del Instituto Tecnológico de
Massachusetts (MIT), en Estados Unidos.
Según
publica la Universidad de Sydney en un comunicado, lo que han conseguido estos
investigadores ha sido bioimprimir redes vasculares artificiales que imitan el
sistema circulatorio del cuerpo, y que son imprescindibles para el crecimiento
de grandes tejidos complejos.
En
términos generales, las células necesitan un acceso rápido a los nutrientes y
al oxígeno; así como un sistema eficaz de "eliminación de residuos"
para mantener con vida las estructuras que componen.
Por esa
razón, el sistema de transporte conocido como 'vascularización' – compuesto por
el conjunto de vasos sanguíneos y linfáticos que llenan tejidos y
órganos-resulta fundamental. Y no sólo para la biología, también para la
ingeniería de tejidos y órganos que aspira a “recrear” artificialmente formas
biológicas, para su uso.
Pero
reproducir en laboratorio este sistema de transporte conlleva uno de los
mayores desafíos, pues su complejidad es muy difícil de duplicar. Este escollo
ha retrasado que la ingeniería de tejidos se convierta en una aplicación
clínica real.
De tejidos a órganos funcionales
Los
investigadores de la Universidad de Sydney y sus colaboradores han avanzado
justo en este sentido. Usando una bioimpresora de alta tecnología comenzaron
fabricando multitud de pequeñas fibras interconectadas, que sirvieron como
molde para vasos sanguíneos artificiales.
Después
cubrieron esa estructura impresa en 3D con un material lleno de células y
basado en proteínas, al que solidificaron aplicando luz.
Por
último, retiraron las fibras bioimpresas. Lo que quedó fue una red de pequeños
canales revestidos con células endoteliales humanas, las cuales se
autoorganizaron para formar capilares sanguíneos estables, en menos de una
semana.
Según
los científicos, esta nueva técnica de bioimpresión supondría poder fabricar
sobre la marcha extensos canales microvasculares en 3D capaces de soportar la
vida. Dichos canales contarían con la precisión suficiente como para satisfacer
las necesidades particulares de cada paciente.
Con
anterioridad, se había logrado recrear pequeñas partes de tejidos en
laboratorio, pero la posibilidad de imprimir tejidos tridimensionales con
capilares sanguíneos funcionales en un abrir y cerrar de ojos puede resultar
esencial para la creación de órganos complejos y funcionales, según los autores
del avance.
ANÁLISIS
DE ARTÍCULOS CIENTÍFICOS/ ABSTRACT
Enfocarse en el “por qué, qué y cómo” de la investigación
Autor (Es)
|
Jorge Luis Arráez Álvarez
|
Título/Subtítulo
|
Aplicaciones de las impresoras 3D en medicina
|
Tema
|
Aplicaciones de la bio-impresora 3D en
la medicina.
|
Contenidos
Generales de La Investigación
|
Investigar el estado del arte de las
impresoras 3D y sus aplicaciones en el campo de la biomedicina.
|
Contenido
Específico de la
Investigación
|
Aplicaciones de la
bioimpresión de órganos en la medicina, en los campos de ingeniería de
tejidos, elementos óseos, fármacos
|
Tipo
de Proyecto de Investigación
|
Social.
|
Información
previa /
Antecedentes
|
Ninguna.
|
Importancia de la investigación.
|
|
Variables
Independiente
Dependiente
Conexión entre ambas
|
VI:
VD:
POR
QUE:
|
Procedimiento/Protocolos
|
Búsqueda bibliográfica en el metabuscador INGENIO
de la Universidad Politécnica de Madrid, utilizando las palabras clave: 3D printing;
3D printing medical y 3D printing medicine; 3D bioprinting y 3D bioprinting
medical.
|
Análisis
Tipo de estadísticas usadas /
Mencionadas
|
|
Resultado
Principal
|
Se
encontraron las principales aplicaciones de la bioimpresión de órganos en la medicina,
estos son, ingeniería de tejidos, en
este campo se ha logrado desarrollar un riñón hecho de tejido humano, sin
embargo, aún no se ha conseguido que este sea funcional, también se ha
logrado desarrollar pequeños implantes de miocardio, pero el introducirlo al
paciente resulta un procedimiento en extremo riesgoso, se están buscando
nuevas técnicas con el fin de que los órganos sean funcionales para los
pacientes que necesiten implantes de emergencia; elementos óseos, este
se refiere a la creación de prótesis dentales y otros huesos; fármacos el
proceso normal de creación de fármacos implica poner elementos químicos en
una cubeta para generar una reacción. El proceso de imprimir en 3D puede
aplicarse con buenas expectativas para crear fármacos ya que involucra el uso
de jeringuillas controladas robóticamente, de modo que se pueden construir
fármacos empleando una biotinta con una textura de gel, donde los químicos y
catalizadores se mezclan
|
Recomendaciones
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Observaciones
|
|
Fuente de Consulta y Referencia Acorde a
normas APA
|
|
NOMBRE DEL EQUIPO: NanoPolymers LÍDER:
Alejandra García.
GRADO: 10.
FECHA DE LA CONSULTA: 23/04/2016
WEBGRAFÍA
Anónimo. (2015).
Impresión de organos 3D, la próxima frontera. Recuperado el 13 de abril del
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Anónimo. Desarrollan una impresora 3D capaz de fabricar
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E.
Rivero. (2013). China crea bio-impresora 3D para crear órganos
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Recuperado el 13 de abril del 2016. http://www.batanga.com/curiosidades/5985/el-futuro-de-la-impresion-3d-organos-humanos
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