Aportado por Sara Moreno.
El desarrollo del tejido es guiado por los gradientes de las
biomoléculas que dirigen el crecimiento, migración y diferenciación de las
células. Los ingenieros biomédicos están interesados en la recreación de estos
gradientes de desarrollo en los adultos para ayudar al crecimiento de nuevo
tejido en zonas que han sufrido daños. Ahora, los investigadores están un paso
más cerca de este objetivo gracias a la creación de nuevos andamios
3D-impresos, que permiten a los investigadores liberar biomoléculas en el cuerpo
con un control excepcional.
Los andamios son la creación de NIBIB, de Michael McAlpine, Ph.D.,
Profesor de Ingeniería Mecánica en la Universidad de Minnesota. El trabajo se
describe el 12 de agosto 2015 en Nano Letters.
En primer lugar, varias capas de un gel que puede ser
implantado en el cuerpo se imprimen sobre una superficie sólida. A
continuación, pequeñas cápsulas que contienen colorante alimenticio de color
rojo, sustituto fácil de visualizar para biomoléculas, se imprimen en la parte
superior del gel. Esto es seguido por capas adicionales de gel y otra capa de
cápsulas, esta vez llena de colorante alimenticio azul para representar un tipo
diferente de biomolécula. El patrón de capas continúa hasta que el gel alcanza
una altura predeterminada.
Un componente crítico de cada cápsula incrustada es el shell
único que lo rodea. Estas shells, las cuales son invisibles para el ojo humano,
contienen barras de oro diminutas que se calientan cuando un láser se dirige a
ellos, haciendo que la cápsula estalle y libere su contenido. La medida en la
que se calientan las barras de oro depende de la forma en que se asocien o
concuerden su tamaño y el color de la luz láser utilizado. Por lo tanto, los
investigadores pueden controlar la liberación de diferentes tipos de
biomoléculas a partir del gel mediante la variación de los revestimientos de los
shells de las cápsulas y mediante el empleo de láseres de diferentes colores.
Debido a que las cápsulas son 3D-impresas, se pueden organizar en el gel en
prácticamente cualquier diseño que pueda crearse en un ordenador. También se
pueden llenar con una amplia variedad de biomoléculas.
"Uno puede imaginar el llenado de las cápsulas con
moléculas tales como medicamentos, ácidos nucleicos, enzimas, factores de
crecimiento, marcadores de células y otras proteínas funcionales", dice
McAlpine.
Dada la naturaleza no específica del gel, McAlpine dice que
podría ser utilizado para facilitar la regeneración en una amplia variedad de
tejidos, incluyendo los vasos sanguíneos e incluso el corazón.
"Un ejemplo particularmente de largo alcance sería la
capacidad para guiar a la vascularización del tejido artificial a través de
cápsulas de impresión 3D junto con las células madre", dice McAlpine.
"El objetivo de NIBIB es para ayudar a desarrollar
tecnologías que permitan tener grandes impactos sobre los problemas médicos
importantes", dice Rosemarie Hunziker, Ph.D., director del programa de
Ingeniería de Tejidos en NIBIB. "Herramientas como este gel nos dan muchas
opciones para el diseño de "tejidos a la orden" para una gran
variedad de necesidades."
Además de fomentar el crecimiento de tejido nuevo, los
andamios tienen el potencial de ser utilizados como una manera de entregar el
medicamento a un área específica en el cuerpo con alta precisión.
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