El modelado y la simulación es solo uno de los campos en los que la bioimpresión ha dado un impulso. Los investigadores a menudo crean modelos de prueba artificiales para ver cómo los sistemas biológicos interactúan entre sí, desde el tejido celular hasta los medicamentos. Ahora, los investigadores en Viena están llevando el modelado aún más lejos al reproducir la barrera placentaria para investigar las funciones prenatales, y especialmente, la permeabilidad de su membrana cuando pasan sustancias cruciales de madre a hijo.
Los investigadores de TU Wien desarrollaron un proceso de impresión 3D basado en láser de femtosegundos que produce membranas de hidrogel directamente dentro de chips de microfluidos. Luego poblaron estas membranas con células placentarias y estudiaron los intercambios de material como si fueran entre madre e hijo. Está abriendo nuevos conocimientos sobre procesos como el intercambio de glucosa y la permeabilidad de la barrera.
“ El transporte de sustancias a través de membranas biológicas juega un papel importante en varias áreas de la medicina” , dice el profesor Aleksandr Ovsianikov del Instituto de Ciencia y Tecnología de Materiales de TU Wien. “ Estos incluyen la barrera hematoencefálica, la ingestión de alimentos en el estómago y el intestino, y también la placenta. »
Estudiar la barrera placentaria
El estudio de la barrera placentaria tiene muchas aplicaciones en el mundo de la biotecnología y la medicina. Lo más importante es que permite a los biólogos estudiar las interacciones en el útero en los casos en que la madre puede tener enfermedades. Como resultado, pueden predecir mejor los efectos de diversas dolencias como la diabetes y posiblemente desarrollar medios para contrarrestar los efectos o al menos aconsejar a las nuevas madres en consecuencia.
El chip, como se puede ver arriba, consta de dos áreas: una representa al feto y la otra a la madre. Utilizaron el proceso de impresión 3D para producir la membrana que los divide. Como era de esperar, su impresora 3D puede funcionar con resoluciones dentro del rango micrométrico.
“ Basándonos en el modelo de la placenta natural, producimos una superficie con vellosidades pequeñas y curvas. Las células de la placenta pueden luego colonizarla, creando una barrera muy similar a la placenta natural. ”Dijo el profesor Ovsianikov.
Las pruebas iniciales muestran que la placenta artificial se comporta de manera similar a su contraparte natural. Permite que las moléculas pequeñas pasen, mientras retiene las más grandes. De hecho, actúa como un colador de moléculas potencialmente dañinas. El modelo también puede permitir a los investigadores investigar aspectos importantes del transporte de nutrientes de la madre al feto.
La investigación de microfluidos y de órganos basados en chips ha abierto muchas vías para nuevas investigaciones. Permite a los profesionales médicos medir las características aisladas de los órganos y las interacciones que alteran su comportamiento. Los investigadores también pueden obtener información sobre los patrones de enfermedades y las tasas de curación utilizando estos chips.
Todas las imágenes destacadas son cortesía de TU Wien, recuperadas a través del sitio web de technologynetworks.
