La impresora 3D se prepara para cambiar tinta por células

Un proyecto español desarrolla un método de impresión de tejidos de tendones dirigido a curar lesiones producidas en la osteoartritis

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La impresión 3D está llamada a protagonizar una de las revoluciones tecnológicas de este siglo. Ya se deja ver en talleres y estudios de diseño, donde acelera el proceso de modelaje. Se investigan aplicaciones alimenticias, buscando la forma de que sean capaces de imprimir comida. Incluso existen en China prototipos de grandes modelos que fabrican casas. Y, por lo que parece, es solo cuestión de tiempo que den el salto también a la sanidad.

El sistema más rápido, económico y resistente

El equipo liderado por Juan Antonio Marchal empezó su investigación buscando nuevos métodos para aislar y cultivar las células de los cartílagos. Lo siguiente fue trabajar en polímeros biocompatibles (que puedan alojar células) y biodegradables. Su equipo ha investigado más de 400 y todavía sigue en busca de alguno que mejore las prestaciones de los que se han probado hasta la fecha. “Ahora mismo estamos inmersos en estudios de nuevos polímeros. El policaprolactona (PLC) es uno de ellos”, explica.

De cara a la comercialización final, lo más complicado de todo, al utilizar células, es la fase regulatoria. “La única terapia probada hasta ahora es la basada en los condrocitos, las células del cartílago. Por eso la estamos usando: así no tendremos que empezar el papeleo de cero”.

Lo malo de ese método, explica Marchal, es que una vez se aíslan los condrocitos el tiempo máximo de espera para implantarlo al paciente sin que pierda sus propiedades son tres semanas. “Nosotros hemos demostrado que utilizando la bioimpresión se puede llegar a las cinco semanas, integrando en el paciente el tejido ya formado”.

El equipo que lidera Juan Antonio Marchal, investigador principal del Instituto de Investigación Biosanitaria de la Universidad de Granada, ha dado pasos significativos para que el sueño de imprimir tejidos humanos se haga realidad. Su grupo de investigación, en colaboración con la empresa Regemat3D, ha desarrollado un método para imprimir de forma paralela células y un polímero biocompatible y biodegradable en el que alojarlas para construir tejidos sanos.

El foco del proyecto se ha puesto, de momento, en la regeneración de lesiones producidas en la osteoartritis. “Nos hemos especializado en artritis porque es una patología que provoca mucho gasto sanitario”, explica Marchal, quien ha participado este mes en la quinta edición del Foro Transfiere para mostrar sus avances. “Los tratamientos para lesiones de artritis de rodilla cuestan unos 4.700 millones de euros anuales solo en España. La mayoría de personas mayores tiene alguna lesión de este tipo, y en casi todos los casos se acaba colocando una prótesis de titanio, que es carísima”, describe. Los deportistas, en este caso por exceso de roce, son otro de los grupos de población susceptibles de necesitar la aplicación desarrollada por Marchal.

Cartuchos de biotinta

“Utilizamos una especie de biotinta desarrollada por nosotros. Contiene condrocitos (células del cartílago) o células madre, que se sostienen en alginato, un derivado de la alga biocompatible y biodegradable que contiene las células”, ilustra el profesor Marchal. Esta biotinta se imprime de forma simultánea a unos polímeros especiales, también desarrollados por su equipo, que configuran una especie de malla a medida: la estructura tridimensional en la que colocar las células.

Antes de poner en marcha el proceso hará falta hacer un cultivo celular con muestras del paciente. O, mejor dicho, del conejo, ya que este innovador método está todavía en fase de prueba animal, aunque arrojando resultados muy prometedores.

Prototipo de la impresora 3D de tejidos humanos desarrollado por Regemat3D.

El equipo de Marchal se ha ocupado de la parte biológica de la investigación, mientras que la firma Regemat3D se está encargando del software y de adaptar las impresoras a esta novedosa aplicación. La idea ha gustado en el mercado. Regemat3D, empresa desde la que se comercializará la solución, ya tiene acuerdos de venta de la nueva impresora, dentro y fuera de España.

La investigación liderada por Marchal, que arrancó hace cinco años, se ha financiado con un proyecto de excelencia de la Consejería de Innovación de la Junta de Andalucía (201.000 euros). Con esa suma subcontrataron a la citada compañía para que hiciera el software. El futuro de esta iniciativa depende de que consigan nuevos fondos para proseguir el desarrollo, algo que, a la luz de los resultados, no dudan en obtener.

“La idea es que sea un aparato para uso clínico, que esté en los centros de atención médica”, apunta Marchal. Se emplearía tras hacer una resonancia tridimensional y comprobar el alcance de la lesión. Después de esa monitorización, se procedería a hacer una bioimpresión, cultivarla y colocarla. Una forma sencilla y limpia de regenerar tendones.