Científicos descubrieron que pueden utilizar ondas acústicas para crear tejido humano cultivado en laboratorio

En un laboratorio de la Universidad de Melbourne, en Australia, un equipo de ingenieros biomédicos revolucionó la creación de tejidos humanos con una nueva tecnología de bioimpresión 3D.

Este avance, detallado en la revista Nature, introduce un método innovador llamado “impresión de interfaz dinámica” que utiliza ondas sonoras para organizar células de forma precisa y veloz, evitando los inconvenientes del enfoque tradicional capa por capa.

En lugar de construir lentamente estructuras a lo largo de horas, esta bioimpresora logra ensamblar tejidos en segundos, abriendo nuevas posibilidades en el ámbito de la investigación médica y farmacéutica. La investigación fue levantada por los medios científicos Popular Science, Phys Org y Engineering.com.

La clave de esta tecnología radica en el uso de ondas acústicas que vibran burbujas microscópicas en direcciones específicas, situando las células en las posiciones necesarias para formar tejidos de diferentes tipos, desde estructuras blandas, como el cerebro, hasta otras más densas, como los huesos y cartílagos.

Al manipular la disposición de las células, los científicos pueden guiar el crecimiento celular con mayor control, permitiendo que las estructuras crezcan directamente sobre placas de laboratorio.

Esto no solo asegura que las muestras permanezcan intactas y estériles, sino que elimina la transferencia manual que, en sistemas anteriores, solía dañar las frágiles estructuras celulares y poner en riesgo su viabilidad.

Principio de la impresión de interfaz dinámica

La innovadora tecnología de impresión de interfaz dinámica de la universidad cambió por completo la manera de producir tejidos en el laboratorio.

Este método permite que el proceso de bioimpresión ocurra en la superficie curva del menisco, que es la capa superior de un líquido en reposo, mediante un sistema que proyecta patrones de luz hacia el fondo de un tanque que contiene fluido precursor.

Además, el sistema se beneficia de un cabezal de impresión presurizado y vibraciones acústicas que regulan el flujo y controlan la forma del menisco. La combinación de estos factores mantiene un flujo uniforme del precursor y permite que las estructuras crezcan desde el fondo hacia la superficie.

Este enfoque dinámico asegura que los objetos se impriman rápidamente y de forma continua, sin interrupciones en el suministro de material ni problemas de sobrecalentamiento, aspectos comunes en las bioimpresoras tradicionales.

En cambio, las bioimpresoras 3D convencionales presentan limitaciones significativas para la fabricación de tejidos complejos. Su funcionamiento lento depende de la superposición de capas, lo que requiere construir lentamente estructuras a lo largo de varias horas.

Este proceso no solo es largo, sino que expone a las células a condiciones de laboratorio por períodos extendidos, afectando su viabilidad y reduciendo la calidad de los tejidos resultantes.

Además, estas técnicas suelen causar daños durante la transferencia de las estructuras a placas de laboratorio para su análisis. Esto arriesga la integridad de los tejidos y limitando la utilidad de los resultados obtenidos.

Impacto en la investigación y ética médica

La bioimpresora 3D de la universidad ofrece mejoras tecnológicas y es un avance significativo en el ámbito de la ética y la metodología de la investigación médica.

Gracias a su capacidad de producir modelos de tejidos humanos con alta precisión y en poco tiempo, esta tecnología tiene el potencial de reducir la dependencia de los estudios preclínicos en modelos animales, un método tradicional que enfrenta críticas éticas y limitaciones en su capacidad de replicar con exactitud las respuestas biológicas humanas.

Con la nueva bioimpresora, los científicos pueden crear réplicas exactas de tejidos y órganos específicos, lo que permite realizar pruebas y experimentos con mayor precisión y, al mismo tiempo, minimiza el uso de animales en investigaciones científicas.

Además, esta tecnología abre la posibilidad de desarrollar modelos personalizados de enfermedades al replicar tejidos específicos de un paciente, facilitando el estudio de afecciones individuales y el desarrollo de tratamientos a medida. Este enfoque podría acelerar el descubrimiento de terapias innovadoras y personalizadas.