Uno de los problemas centrales de la reparación de vasos y tejidos cardíacos complejos es el de conseguir que las piezas de repuesto se comporten como si fueran reales. Tomemos como ejemplo la enfermedad cardíaca: el endurecimiento de los vasos sanguíneos presenta un problema que dificulta su reemplazo. Es por eso que un equipo de investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder está utilizando la impresión 3D como un medio para producir vasos sanguíneos artificiales con control de rigidez programable . Como resultado, han podido imitar con precisión el flujo de sangre y oxígeno presentes en el cuerpo humano.
La investigación utiliza un control programable y detallado sobre la rigidez lograda a través de capas elaboradas. A través del método, los investigadores pueden imprimir objetos con la misma forma, tamaño y materiales mientras muestran rigideces variables. Los investigadores imprimieron estos elementos con una impresora de escritorio de alta resolución (los biomateriales eran tan pequeños como 10 micrones). La clave es controlar la migración de oxígeno y, al mismo tiempo, gestionar la flexibilidad y el tamaño.
» Este es un desarrollo profundo y un primer paso alentador hacia nuestro objetivo de crear estructuras que funcionen como debería funcionar una célula sana «, dijo Xiaobo Yin, profesor asociado de ingeniería mecánica de CU y autor principal del estudio. » La idea era agregar propiedades mecánicas independientes a las estructuras 3D que pueden imitar el tejido natural del cuerpo «.
Aplicaciones médicas
Esta tecnología permite a los investigadores crear microestructuras personalizables para los modelos de enfermedad de cualquier paciente. Los investigadores lo demostraron imprimiendo varios modelos con control de rigidez programable. El nivel de control es cortesía de variar la rigidez de la varilla como se muestra en la imagen de arriba. Esto crea elementos que muestran un nivel de flexibilidad sin alterar sus otras propiedades. Las impresiones vienen en 3 combinaciones: blanda / blanda, dura / blanda y dura / dura (de izquierda a derecha en la imagen).
» El desafío es crear una escala aún más fina para las reacciones químicas «, dijo Yin. “ Pero vemos una gran oportunidad por delante para esta tecnología y el potencial para la fabricación de tejidos artificiales. »
La investigación podría conducir a muchas mejoras potenciales en cardiología. Tiene un potencial particular para resolver los problemas asociados con la hipertensión y el endurecimiento de los vasos. Al igual que con muchas otras formas de impresión 3D médica, el mayor beneficio es la atención específica al paciente que brinda. Los médicos podrían alterar el proceso, el tamaño y la rigidez para cada paciente diferente. Si bien la investigación aún es joven, también tiene un inmenso potencial para crear bioestructuras médicas. Quizás también pueda resultar útil para nanomáquinas simplistas en el futuro.
Imagen destacada cortesía de la Universidad de Colorado.
