Novedosa impresora híbrida crea construcciones de cartílagos

Una impresora híbrida nueva simplifica el proceso de crear construcciones implantables para ayudarles a los pacientes a que vuelva a crecer el cartílago en áreas específicas, como las articulaciones.

Desarrollada por investigadores dela Universidad Wake Forest (Winston-Salem, NC, EUA), la impresora nueva es una combinación de dos técnicas de fabricación de costo bajo; una impresora tradicional de inyección de tinta y una máquina de electrospinning, que usa una corriente eléctrica para generar fibras muy finas de una solución de polímero. Para el estudio, el electrospinning de fibras de policaprolactona (PCL) fue alternado con la impresión de inyección de tinta de condrocitos elásticos de conejo suspendidos en un hidrogel de fibrina-colágeno para fabricar una construcción de tejido de cinco capas. Mientras los materiales sintéticos aseguraron la fortaleza de la construcción, los materiales de gel natural proporcionaron un ambiente que promueve el crecimiento celular.

La impresora híbrida creó esteras flexibles de 10 cm2 con un espesor de 0,4 mm de construcciones que mostraron mayor estabilidad mecánica en comparación con aquellos creados por una impresora de inyección de tinta usando solo material de gel. Los investigadores también insertaron las construcciones en ratones durante dos, cuatro y ocho semanas para ver cómo se desempeñaban en un sistema en tiempo real. Después de ochos semanas del implante, las construcciones parecían haber desarrollado las estructuras y propiedades que son típicas del cartílago elástico, demostrando su potencial para la inserción en un paciente. El estudio describiendo la impresora híbrida fue publicado, antes de impresión, el 21 de Noviembre de 2012, en la revista Biofabrication.

“La máquina de electrospinning permitió la composición de polímeros para ser controlados fácilmente, produciendo estructuras porosas que estimularon a las células para integrarse en el tejido circundante”, dijo el coautor del estudio Prof. James Yoo, MD, PhD, del Instituto de Medicina Regenerativa Wake Forest. “Actualmente se están desarrollando otros métodos de fabricación, como sistemas robóticos, para mejorar adicionalmente la producción de construcciones tisulares implantables”.

A pesar de la capacidad de imitar las propiedades naturales del tejido, las construcciones tridimensionales (3D) impresas que están compuestas de biomateriales derivados naturalmente todavía carecen de integridad estructural y propiedades mecánicas adecuadas para el uso in vivo, limitando así su desarrollo para el uso en aplicaciones de ingeniería tisular de soporte de carga, como el cartílago. Usar un sistema de depósito multi-cabeza puede proporcionar la capacidad de combinar polímeros sintéticos, que tienen mayor fortaleza mecánica que los materiales naturales, con el ambiente favorable para el crecimiento tisular suministrado por los hidrogeles naturales.


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Wake Forest University