De la impresora al vaso sanguíneo artificial

Investigadores del Instituto Fraunhofer de Stuttgart lograron crear un vaso sanguíneo artificial que podría facilitar enormemente las operaciones de by pass gástrico. La inspiración: una impresora de inyección de tinta.
 
A comienzos de los 70 aparecieron en el mercado las primeras impresoras con inyección de tinta. Hoy, investigadores del Instituto Fraunhofer han demostrado que los papeles pueden imprimirse con más que tinta. En reemplazo de ella, los científicos desarrollaron un nuevo tipo de líquido que funciona básicamente igual que la tinta normal, pero es seguido por un proceso químico que genera estructuras tridimensionales.

Gracias a ese nuevo escenario, surge una nueva pregunta: ¿por qué no hacer algo similar con los vasos sanguíneos, es decir, hacer algo así como "imprimirlos"? Con esto podría reemplazarse un bypass o incluso órganos enteros. Cinco investigadores de la Sociedad Fraunhofer llevan años analizando este procedimiento y ahora pasarán a la etapa de experimentación con animales.

Tinta transparente

La creación de vasos sanguíneos artificiales sería un avance para la medicina.
En el modelo a escala que usan los investigadores se ven los vasos sanguíneos artificiales del grosor de un dedo pulgar y de 40 centímetros de alto. Unas luces parpadeantes rojas indican el flujo sanguíneo. Y cuando el Dr. Günter Tovar, del Instituto Fraunhofer de Stuttgart, activa la impresora láser en 3D, aparecen vasos muchos más pequeños, ramificados y tridimensionales.

“En el modelo ya podemos ver cuál es el objetivo que perseguimos. Queremos recrear artificialmente los vasos sanguíneos, pero sólo la estructura interna de ellos. En última instancia lo que queremos es crear un vaso artificial que pueda ser implantado en seres humanos", dice el Dr. Tovar.

El soporte de los vasos sanguíneos son cadenas largas de moléculas y proteínas y, por lo tanto, son estructuras muy complejas que obviamente tienen una forma tubular. Pasaron algunos años antes de que los científicos del Instituto Fraunhofer encontraran una estructura similar hecha por el hombre. Es un líquido transparente que se puede imprimir como la tinta, pero con la ayuda de pulsos de luz  láser se solidifica. El Dr. Tovar explica que "este material artificial es multifuncional. Por un lado, debe ser tratado como el plástico, pero en realidad debe funcionar como un biomaterial. Para nosotros ha sido un trabajo muy complejo".

Experimentos con ratones

El proceso funciona de la siguiente forma: una especie de impresora inyecta los fluidos en forma de anillo sobre un vidrio. Luego, un rayo láser empieza a actuar sobre la capa del vaso artificial. Una reacción fotoquímica hace que el material se solidifique. La operación se repite y después de tres horas se obtiene un tubo de un centímetro de largo, que también puede ser ramificado. A pesar de ser sólido, se mantiene flexible, como si fuese la pared de un vaso sanguíneo.

“Lo que construimos, en principio, es una estructura marco meramente artificial, pero a base de tecnología sofisticada. Sobre eso, las propias células del paciente debieran asentarse y crecer. Si todo funciona a la perfección, estaremos frente a una estructura híbrida donde los andamios serán sintéticos y el resto, biológico", explica Tovar.


El Instituto Fraunhofer lleva años trabajando en este tema.

Antes de realizar el implante el material de soporte debe ser "colonizado" por las células del paciente. Eso se realiza fuera del cuerpo, en un biorreactor casi tan grande como un puño. Allí los investigadores inyectan células madre de la médula ósea, que se adhieren al material de soporte, se convierten en células de vasos sanguíneos y forman una superficie compacta. Entonces el vaso sanguíneo está listo para ser implantado en una cirugía de bypass coronario, por ejemplo.

El doctor Tovar señala que "hoy es posible trabajar con las propias venas del paciente, pero a menudo ese material biológico no es óptimo. Si hubiera una variante sintética que será además complementada por las propias células del paciente, habríamos dado un gran paso adelante".

En noviembre de 2011 comenzarán los preparativos para la prueba en animales, específicamente con ratones. Los científicos quieren averiguar cómo los vasos sanguíneos artificiales se comportarán en un entorno natural. Si todo funciona, se proyecta que de acá a diez años podrían ser utilizados en seres humanos.

Autor: Michael Engel / DZ
Editor: Emilia Rojas

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