Desarrollo y comercialización de la impresión 3D en medicina

Información clave:

• En la actualidad, hay casi 2 000 personas en Polonia a la espera de un trasplante de órganos.
• Cada vez hay más cobertura mediática de las innovaciones en impresión 3D de órganos.
• La ingeniería de tejidos es un campo de la ciencia que trata de la aplicación de conocimientos médicos e ingeniería de materiales para producir sustitutos de órganos y tejidos dañados.
• La ingeniería de tejidos es un campo que se está desarrollando a gran velocidad gracias a la introducción de numerosas tecnologías innovadoras.
• La implantación de órganos impresos plenamente funcionales en el cuerpo humano sería una auténtica revolución en el mundo de la medicina, para la que por desgracia probablemente tendremos que esperar al menos unos años.
• En marzo de 2019, los medios de comunicación se hacían eco del gran éxito de los polacos, que consiguieron imprimir el primer prototipo de páncreas totalmente funcional.
• Crear las condiciones adecuadas para asemejarse a un organismo humano en un biorreactor, el tema de la impresión 3D sigue siendo un tema de futuro.
• Todo lo que se implanta en el cuerpo humano debe fabricarse en dispositivos certificados que cumplan las normas médicas.
• La ingeniería de tejidos es un campo que resuelve muchos problemas médicos.

Más detalles a continuación.

En la actualidad, hay casi 2 000 personas en Polonia a la espera de un trasplante de órganos. De ellos, al menos unas decenas de personas - con carácter de urgencia. Hasta hace poco, la única solución posible para mejorar la calidad de la salud de este grupo de población era obtener órganos de un donante potencial. Sin embargo, cada vez hay más cobertura mediática de las innovaciones en impresión 3D de órganos. ¿Hasta qué punto está avanzado el mercado de la impresión médica en 3D y será la impresión de órganos algo obvio en el futuro? ¿O se verán órganos creados con esta técnica en las estanterías de las tiendas?

Ingeniería de tejidos: ¿qué es realmente?

La ingeniería de tejidos es un campo de la ciencia que trata de la aplicación de conocimientos médicos e ingeniería de materiales para producir sustitutos de órganos y tejidos dañados. Los primeros intentos de reparar defectos corporales se remontan a la época de los antiguos egipcios, que creían en la vida después de la muerte y se preocupaban mucho por la integridad del cuerpo. Las investigaciones arqueológicas han demostrado que ya entonces se utilizaban prótesis dentales, por ejemplo. Sin embargo, el término ingeniería de tejidos no se acuñó hasta 1988 en una reunión de la National Science Foundation. En la década de 1990 se produjo un auge de la investigación para desarrollar sustitutos para casi todos los órganos y se introdujeron numerosas innovaciones, un hito para el mercado de la impresión médica en 3D.

Proceso de impresión

Para iniciar el proceso de bioimpresión de órganos, los médicos suelen empezar con una biopsia: extraer parte de un órgano o un pequeño trozo de tejido. Esto permite separar las células y cultivarlas fuera del cuerpo humano. El desarrollo de las células tiene lugar dentro de una incubadora estéril especial o biorreactor, cuyas condiciones se asemejan a la temperatura interna y la oxigenación del cuerpo humano. A continuación, las células se dejan mezclar con un biotouch, cuya parte no celular puede fabricarse en el laboratorio. Los biomateriales utilizados en el proceso de impresión deben ser no tóxicos, biodegradables y biocompatibles, para evitar una reacción negativa del organismo.

En el siguiente paso, los médicos introducen la bioimpresión en la cámara de impresión. Las impresoras están programadas para incorporar los datos de imagen del paciente procedentes de radiografías y escáneres. Esto permite crear tejidos con propiedades personalizadas. La duración del proceso de impresión depende de muchos factores, como el tipo de órgano o tejido que se imprima. Sin embargo, suele durar entre unas pocas y varias horas.

Cuando se extraen órganos de un donante, es necesario colocarlos inmediatamente en un biorreactor, ya que de lo contrario las células morirían. Además, es necesario perfundir el órgano suministrándole un fluido (normalmente sangre o un sustituto de la sangre). La impresión de órganos plantea una serie de problemas y retos que hay que resolver para que el órgano impreso funcione en el cuerpo como un órgano humano real. Cuando un órgano impreso se implanta en un paciente, se degrada con el tiempo. Algunas personas pueden pensar que el tejido se romperá. Nada más lejos de la realidad. Las células se dan cuenta de que el puente está cediendo y ya no tienen un soporte estable. Entonces crean su propio pegamento y puente, como hacen en todos los organismos humanos.

¿En qué nivel de sofisticación nos encontramos en materia de bioimpresión?

A pesar de que la ingeniería de tejidos es un campo que se está desarrollando a gran velocidad gracias a la introducción de numerosas tecnologías innovadoras, la implantación de órganos impresos plenamente funcionales en el cuerpo humano supondría una auténtica revolución en el mundo de la medicina, para la que por desgracia probablemente tendremos que esperar al menos unos años. Sin embargo, una vez que el público haya llegado a esta fase, la comercialización de la bioimpresión no debería ser un problema.

En todo el mundo, la demanda de trasplantes de órganos es enorme. Esto provoca un aumento continuo de la innovación, la investigación y los trabajos de impresión de órganos. Las personas que consiguen esperar un trasplante tienen que tomar medicamentos inmunosupresores especiales el resto de su vida para evitar el rechazo del órgano. Con la impresión, la situación sería muy distinta. Se obtendría tejido suficiente para el trasplante, que se imprimiría a partir de las células del paciente, por lo que el riesgo de rechazo sería mucho menor.

Éxito de Polonia en impresión 3D

En marzo de 2019, los medios de comunicación se hacían eco del gran éxito de los polacos, que consiguieron imprimir el primer prototipo de páncreas totalmente funcional. El equipo, dirigido por el doctor Michał Wszoła, inmediatamente después de imprimir el órgano, empezó a probarlo en animales. Los resultados fueron muy prometedores, y el material con el que se fabricó el páncreas resultó ser totalmente atóxico. El órgano era funcional, y el equipo se dispone ahora a realizar nuevas pruebas que, en última instancia, permitirán desarrollar la tecnología desarrollada hasta el punto de poder llevar a cabo nuevas investigaciones con el cuerpo humano. Sin embargo, debido a una serie de dificultades y requisitos para la impresión, como la creación de las condiciones adecuadas similares a las humanas en un biorreactor, el tema de la impresión 3D sigue siendo el tema del futuro. Crear un órgano totalmente funcional y listo para ser implantado en el cuerpo humano es problemático y requiere mucha investigación y pruebas.

¿Es posible imprimir órganos en casa en el futuro?

Todas las impresiones biológicas deben realizarse en bioimpresoras 3D especiales. Aunque uno mismo puede crear una impresora de este tipo (que, según investigadores de la Universidad Carnegie Mellon, puede construirse por tan solo 500 dólares), sigue teniendo que cumplir una serie de requisitos y normas, ya que para imprimir un órgano se necesitan células vivas que deben mantenerse en las condiciones adecuadas, lo cual no es fácil de conseguir.

Además, todo lo que se implanta en el cuerpo humano debe fabricarse en dispositivos certificados que cumplan las normas médicas. Por tanto, aunque construyamos la bioimpresora nosotros mismos, no estará certificada y, por lo tanto, no será posible bioimprimir en casa. El material producido debe ser biocompatible, de lo contrario podría causar efectos indeseables en el cuerpo humano.

Bioimpresión cerebral

Investigadores de la Universidad de Montreal, la Universidad Federal de Santa Catarina y la Universidad Concordia han anunciado que han logrado imprimir células cerebrales vivas de ratones mediante tecnología de bioimpresión. La gran mayoría de las neuronas seguían vivas dos días después de su impresión. Se han realizado varios estudios para determinar las capacidades de las células, lo que podría ayudar significativamente al desarrollo de este mercado.

Sin embargo, a pesar de los numerosos avances en este campo, los sustitutos celulares y la impresión totalmente
de un cerebro en funcionamiento sigue siendo una cuestión de futuro. Necesitamos mucha investigación, pruebas, tiempo y apoyo financiero para que la bioimpresión pueda comercializarse.

El éxito, cada vez más cerca

La ingeniería de tejidos es un campo que resuelve muchos problemas médicos. Sin embargo, a pesar de las numerosas innovaciones y estudios, aún tenemos que esperar para que este mercado se desarrolle y la implantación de órganos creados con la bioimpresora se convierta en la norma. Los esfuerzos conjuntos de médicos y científicos arrojan resultados cada vez más prometedores, y en los medios de comunicación podemos oír hablar de nuevos éxitos en trasplantes con esta tecnología. El desarrollo de este campo es extremadamente importante y podría revolucionar por completo el mundo de la medicina, salvando así muchas vidas.