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La investigadora Nieves Cubo utiliza la impresión 3D para generar tejidos humanos que podrían sustituir a las prótesis metálicas

La impresión 3D para crear hueso y cartílago

Redacción Interempresas16/06/2017
Generar tejidos y órganos a medida para cada paciente usando sus células ya no es ciencia ficción. Es ciencia, sin más, y lo es gracias a la bioimpresión. El uso de la impresión 3D en este ámbito ya se estudia y cada vez queda menos para que llegue a los hospitales y laboratorios. El futuro de una medicina personalizada está aquí. Nieves Cubo, ingeniera e investigadora, estudia la creación de tejidos humanos (huesos y cartílagos, entre otros), con impresoras 3D. Y lo hace entre la Facultad de Farmacia de la Universidad Complutense de Madrid y el Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros del CSIC.
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Nieves Cubo trabajando con Witbox 2 de BQ. Foto: BQ.

“Buscamos sustituir las prótesis metálicas o artificiales por algo que realmente se integre con el cuerpo. Ya no hablamos de reemplazar, sino de regenerar”. Nieves y su equipo imprimen cuadrículas de policaprolactona (PCL) con una Hephestos 2 y una Witbox 2 de la marca BQ. Estas impresoras no utilizan sólo el extrusor de una máquina normal, que funden el PLA a más de 200 °C y lo depositan en la cama para crear el objeto en 3D, sino que a ese extrusor se le ha añadido una aguja que bombea las células de una forma controlada.

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Una aguja bombea las células de una forma controlada. Foto: BQ.

Al colocar las células de hueso o cartílago en esas cuadrículas, con el tiempo las primeras invaden toda la prótesis, reproduciendo y sustituyendo el material por otro natural, hueso o cartílago, en función de si son de un tipo u otro. “Lo que hacemos es aprovechar lo que hace la biología en la naturaleza, les damos a las células lo que ellas necesitan para desarrollarse”, cuenta.

Hay dos vías que se están probando: la primera estudia la posibilidad de implantar la cuadrícula impresa en 3D con las células en la parte rota de hueso o cartílago para que éstas inicien el proceso de regeneración dentro del propio cuerpo. La policaprolactona (biodegradable) acabaría desapareciendo y el tejido se integraría por completo. Actualmente se están haciendo ensayos mecánicos de los materiales para saber si esta metodología sería factible. Según Nieves, “interesa ponerlo en el cuerpo lo antes posible, pero imagina que las células degradan muy rápido el material y eso colapsa: no podrías elegir esta opción”.

Por tanto, la segunda vía investiga la creación de un ecosistema favorable en el laboratorio con el objetivo de que las células sean capaces de reconstruir el tejido humano ahí. Éste se le implantaría luego al enfermo o se podría utilizar para otros fines de investigación. El resultado: una ‘protésis’ con muchas más ventajas que las metálicas, hecha a medida y con menos posibilidades de que tu cuerpo la rechace.

Hay que tener en cuenta que la biología también se equivoca y existen ocasiones en las que las células dentro del cuerpo humano forman hueso donde deberían hacer cartílago. A esto se le llama calcificación y uno de los retos de Nieves y su equipo es conseguir que no suceda en el laboratorio.

Evitar el ensayo animal

La impresión de tejidos humanos también puede acabar con los ensayos clínicos en animales, parte obligada dentro del proceso de aprobación de una técnica médica o un medicamento. “Si conseguimos tener en el laboratorio algo que se comporta exactamente igual que el cuerpo humano, podremos probar cosméticos y fármacos sin necesidad de utilizar a los animales. Evita su sufrimiento y es menos costoso", explica.

Esta investigadora ya consiguió en el pasado diseñar una impresora para crear piel humana. Este estudio ahora mismo está en fase clínica, por lo que no tardará mucho en llegar a hospitales y laboratorios. Gracias a ella, se podrán ‘fabricar’ metros cuadrados de piel en dos semanas para regenerar, por ejemplo, partes extensas dañadas por quemaduras.

Además, está trabajando para que esta tecnología llegue a todas partes y ha creado una plataforma colaborativa llamada OpenBioprinting, donde investigadores, médicos y cualquier persona interesada en el ámbito pueden aprender y compartir sus conocimientos.

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Piel humana creada con impresión 3D. Foto: BQ.

Nieves explicaba su logro en 2015 en una charla TEDx. Ahí recordaba que todo lo que ha conseguido ha sido gracias a los profesores que le enseñaron lo que eran las impresoras 3D cuando estudiaba en la Universidad Carlos III de Madrid.

“Todas esas personas que estuvieron allí, que nos enseñaron a montar las impresoras, a trabajar con ellas, que cuando algo no funcionaba te decían: no te preocupes, tú sigue intentándolo, tú puedes hacerlo, da igual que no estés en el MIT. Gracias a todas esas personas hoy somos capaces de imprimir piel humana. Y quizás, si en el futuro, alguno de nosotros necesita una pequeña parte de nuestro cuerpo hecha por esta tecnología, quizás lo podamos hacer gracias a ellos”.

Video de la charla en TEDxMadrid:

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