Bioimpresora

Bioimpresora son un tipo especial de impresora 3D. Sobre la base de la ingeniería de tejidos controlada por computadora, pueden producir tejidos o bioarrays. En el futuro debería ser posible con su ayuda producir órganos y seres vivos artificiales.

¿Qué es una bioimpresora?

Las bioimpresoras son dispositivos técnicos para la impresión tridimensional de tejidos y órganos biológicos transfiriéndolos a células vivas. Esta área de la impresión 3D se encuentra todavía en una etapa experimental y se está investigando principalmente en estudios científicos en universidades. El objetivo es crear la posibilidad de producir tejidos y órganos de sustitución funcional que puedan utilizarse en tratamientos médicos.

El término utilizado para describir la bioimpresora se llama bioimpresión. La bioimpresión comienza con la composición básica del tejido u órgano diana. La bioimpresora solo se utiliza en un entorno de laboratorio. La impresora 3D especial almacena y forma capas delgadas de células a través de un cabezal de impresión como resultado. Para hacer esto, el cabezal de la bioimpresora se mueve hacia la izquierda, derecha, arriba o abajo.

Las bioimpresoras utilizan registros de bio-tinta o bioprocesos para construir materiales orgánicos. Se trata de biopolímeros con células de seres vivos e hidrogel con una proporción de hasta un 90% de agua. La propiedad de flujo debe calcularse exactamente. Por un lado, la masa debe ser lo suficientemente líquida para que las cánulas de las jeringas no se atasquen y, por otro lado, debe ser lo suficientemente firme para que la estructura del objetivo sea duradera.

Otros usos de la bioimpresión incluyen trasplantes, terapia quirúrgica, ingeniería de tejidos y cirugía reconstructiva.

Formas, tipos y tipos

Por el momento, las bioimpresoras solo se utilizan de forma muy esporádica en el sector comercial. Dado que la bioimpresión está en la fase de desarrollo, los tipos maduros o los tipos de bioimpresoras no están actualmente verificados. Sin embargo, en principio, cualquier impresora 3D se puede utilizar para la bioimpresión. Para ello, el polvo de PVC que se utiliza habitualmente debe sustituirse por celdas adecuadas. También se están probando métodos con los que es posible desarrollar bioimpresoras a partir de impresoras de inyección de tinta normales.

La bio-tinta debe cumplir con altos requisitos. Por ejemplo, todas las sustancias que se utilizarán con fines clínicos deben cumplir estrictos requisitos internacionales. Antes de que puedan usarse en bioimpresión, dichas sustancias deben someterse a años de pruebas.

Estructura y funcionalidad

La funcionalidad de una bioimpresora es muy similar al principio funcional de una impresora 3D normal. Los moldes se construyen utilizando una extrusora. Sin embargo, no se utiliza PVC en polvo, como es el caso de las impresoras 3D convencionales, sino un gel polimérico, generalmente a base de alginato.

Las bioimpresoras actuales, que se utilizan ocasionalmente en la práctica, producen gotitas que contienen cada una entre 10.000 y 30.000 células individuales. La organización de estas células individuales debe unirse para formar estructuras de tejido funcional sobre la base de los factores de crecimiento correspondientes.

Las bioimpresoras requieren control de temperatura para una impresión exacta. Las bioimpresoras actuales son espacialmente muy grandes y pueden tener varios metros de ancho, largo y alto. Los émbolos de las jeringas se controlan a través de una computadora, que generalmente se encuentra fuera de la impresora. La base para esto son los datos disponibles digitalmente de un modelo 3D. La bio-tinta se extrae de hasta ocho boquillas de pulverización y la estructura prevista se construye sobre una plataforma.

Beneficios médicos y de salud

En principio, las bioimpresoras se utilizarán en tres áreas en particular: en medicina, industria alimentaria y biología sintética. En medicina, el uso de bioimpresoras en las subáreas de terapia quirúrgica, cirugía reconstructiva, donación de órganos y trasplantes es concebible y planificado.Una gran ventaja es evidente, especialmente con los órganos de bioimpresoras: la adaptación exacta al cuerpo destinado al trasplante. De esta manera, se puede detener la búsqueda de un órgano donante adecuado que se ajuste al cuerpo receptor.

En cirugía reconstructiva se espera simplificación y mejora. Aquí se pueden concebir procedimientos en los que se extraen células del paciente de diferentes partes del cuerpo, como orejas, dedos y rodillas. Estas células se propagan en un laboratorio. Luego se agrega biopolímero. La bioimpresora teóricamente puede construir un trasplante a partir de dicha suspensión. Esto se usa para el paciente. Las propias células del cuerpo luego descomponen el biopolímero con el tiempo. La ventaja particular podría ser que el organismo no rechaza el trasplante. Además, tal trasplante podría crecer con el cuerpo. La razón de esta propiedad positiva es que el implante está vinculado al control del crecimiento del paciente.

El campo de investigación sobre el uso de bioimpresoras en medicina sigue creciendo. Por el momento, hacer injertos de cartílago, como una nariz, es muy concebible. La producción de órganos corporales se ve de manera más crítica. En particular, el número de capilares necesarios para irrigar los órganos no puede imaginarse actualmente con la precisión necesaria. Otro problema puede surgir del hecho de que en estructuras tan complejas como los órganos del cuerpo, diferentes células deben coordinarse y comunicarse entre sí para poder cumplir diferentes funciones.

Las bioimpresoras también se pueden utilizar para producir carne en la industria alimentaria. Según sus propias declaraciones, las primeras empresas ya han impreso con éxito dichos productos. Estos deben ser sabrosos y menos costosos que el sacrificio. Sin embargo, actualmente no hay carne impresa por bioimpresión disponible en las tiendas.