Investigadores de Rice , el Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston (UTHealth) y la Facultad de Medicina de Baylor han desarrollado un biorreactor impreso en 3D que puede producir nuevas estructuras craneofaciales dentro de las costillas. La investigación es parte de un programa de una década, financiado por el Instituto de Medicina Regenerativa de las Fuerzas Armadas. Si bien la investigación se centra actualmente en las lesiones en el campo de batalla, tiene el potencial de dar el salto pronto a la medicina centrada en civiles.
La técnica también tiene el potencial de reemplazar las tecnologías actuales de injerto óseo . Los investigadores propusieron la tecnología como un medio para utilizar los poderes restauradores naturales del cuerpo para hacer crecer células y tejidos. Con esta técnica, las células madre y los vasos sanguíneos de la costilla se infiltran en un material de andamio en el molde impreso y lo reemplazan con hueso natural adaptado al paciente. Este estudio se basa en una investigación que anteriormente sirvió de base para crear injertos óseos con o sin su propio suministro de sangre a partir de hueso real implantado en la cavidad torácica y desarrolla la idea en un biorreactor adecuado.
“ Una de las principales innovaciones de este trabajo es aprovechar un biorreactor impreso en 3D para formar hueso desarrollado en otra parte del cuerpo mientras preparamos el defecto para aceptar el tejido recién generado ”, dice Antonios Mikos, profesor de Bioingeniería y Química y Biomolecular Louis Calder Ingeniero en Rice y miembro de la Academia Nacional de Ingeniería y la Academia Nacional de Medicina.
Ventajas del biorreactor
Los biorreactores impresos en 3D se rellenan con hueso autólogo o con un injerto sintético. Estos forman los componentes principales de esta técnica, el crecimiento de implantes óseos personalizados para reparar las lesiones de la mandíbula de la propia costilla del paciente. La ventaja más significativa del método es que ya no requiere la extracción de hueso para crear un injerto.
Como prueba de concepto, los investigadores crearon un defecto rectangular en las mandíbulas de las ovejas. Luego, imprimieron un molde implantable y un espaciador de PMMA o “cemento óseo”. El espaciador promueve la cicatrización y también evita que el tejido cicatricial llene el sitio del defecto. Al excavar suficiente hueso para exponer el periostio, lo convirtieron en una fuente de células madre y vasculatura. Esto cultiva el material del andamio dentro del molde que ayuda al crecimiento óseo en el biorreactor impreso. Los grupos de prueba incluyeron costillas trituradas o materiales sintéticos de fosfato de calcio para hacer el andamio biocompatible.
Los investigadores usan costillas porque son de fácil acceso y sirven como una rica fuente de células madre y vasos. Otra ventaja de las partes en crecimiento dentro del cuerpo es que no hay posibilidad de rechazo corporal. Los biorreactores impresos también pueden hacer crecer huesos nuevos en varias costillas simultáneamente. Si bien la investigación aún es joven, tiene el potencial de cambiar radicalmente una gran cantidad de tratamientos médicos.
Imagen destacada cortesía de Mikos Research Group / Rice University
