Medicina personalizada: tejido moldeable gracias a la impresión 3D

En cámaras impresas en 3D con formas personalizadas, en el futuro se cultivará tejido propio, apto para trasplantes, que pueda adoptar la forma de una herida que debe cerrarse, por ejemplo. © Fraunhofer IAP, Foto: Till Budde / En el futuro, las cámaras impresas en 3D con formas personalizadas se utilizarán para cultivar tejido autólogo, apto para trasplantes, que pueda tomar la forma de una herida que debe cerrarse, por ejemplo. © Fraunhofer IAP, Foto: Till Budde

En lesiones graves de tejidos blandos, a veces es imprescindible un trasplante de tejido. Sin embargo, para el paciente esto significa una intervención de gran envergadura. En el futuro, el tejido faltante podría regenerarse directamente en el cuerpo del paciente, en cámaras de aislamiento que se implantan bajo la piel y que pueden adaptarse individualmente a la geometría de la herida. En la feria de tecnología médica MEDICA en Düsseldorf, se presentaron las cámaras impresas en 3D del equipo de investigación de los Institutos Fraunhofer para Investigación de Polímeros Aplicados IAP y para Tecnología Láser ILT, así como de la clínica BG Ludwigshafen, del 15 al 18 de noviembre de 2021.

Cuando en el paciente estructuras como huesos, vasos sanguíneos o tendones están expuestos, a menudo solo queda un trasplante de tejido con buena vascularización. Para el paciente, esto implica una operación de varias horas y la lesión de tejido sano propio. Por ello, científicos y científicas están desarrollando métodos que preservan el tejido para crear trasplantes vascularizados, con los que reemplazar de manera específica la piel y otros tejidos. Por ejemplo, se podrían colocar cámaras de aislamiento recubiertas de colágeno debajo de la piel, en las que se introducen en forma de espiral una arteria o una vena. A través de la migración celular y la integración de vasos sanguíneos, el colágeno se transforma en un tejido apto para trasplante en un plazo de dos a cuatro semanas. Es una intervención menor que requiere solo anestesia local. A diferencia del tejido cultivado en una placa de Petri, el tejido que se forma en la cámara está completamente vascularizado, es decir, lleno de capilares, y por tanto, bien irrigado. Así se genera un tejido conectivo vivo que adopta la forma de la cámara de aislamiento y que es apto para trasplante, sin tener que sacrificar tejido donante sano. Otra ventaja: dado que el tejido se produce a partir del cuerpo del propio paciente, se evitan reacciones de rechazo.

Cultivo de tejidos personalizable

Investigadoras e investigadores del Fraunhofer IAP están evaluando y optimizando actualmente esta técnica en el proyecto financiado por el BMBF FlexLoop (número de subvención 03VP05962), en colaboración con el Fraunhofer ILT y la clínica BG Ludwigshafen, en la clínica de Cirugía Plástica y Reconstructiva de la Universidad de Heidelberg. »Hasta ahora, solo se utilizaban cámaras de aislamiento redondas para el cultivo de tejidos, pero ahora podemos adaptar por primera vez la forma de las cámaras de aislamiento a la forma del defecto de tejido blando del paciente, impulsando así la personalización y la individualización de la medicina«, explica el Dr. Wolfdietrich Meyer, director del proyecto en el Fraunhofer IAP. Esto es posible gracias a la impresión 3D, que reemplaza el mecanizado tradicional de las cámaras. Como el material habitual de las cámaras, el Teflón, no se puede imprimir, los expertos del Fraunhofer ILT utilizan resinas fotosensibles. »La impresión 3D no solo permite definir la forma del tejido, sino que también hemos desarrollado diseños de cámaras que facilitan un cultivo de tejidos lo más cómodo posible para los pacientes y permiten una manipulación sencilla durante la operación«, explica Andreas Hoffmann, director del proyecto en el Fraunhofer ILT.

Los investigadores del Fraunhofer IAP están probando tanto el material en sí como las diferentes formas de las cámaras de aislamiento. Al fin y al cabo, la cámara de aislamiento no debe liberar productos de descomposición en el cuerpo del paciente ni provocar reacciones de rechazo, por lo que debe ser biocompatible. ¿Qué tan duradero es el material en el organismo humano? ¿Cambia, por ejemplo, cuando se calienta a la temperatura corporal? Los primeros resultados parecen prometedores. En cuanto a las cámaras de aislamiento en su conjunto, las propiedades mecánicas son primordiales. Porque las cámaras se suturan con el tejido circundante o se implantan en un lugar cercano a la lesión debajo de la piel: en este proceso, no deben formarse grietas que puedan comprometer la seguridad del uso en la cámara.

Por su parte, los médicos y médicas de la clínica BG Ludwigshafen investigan si el tejido que regenera también puede llenar completamente cámaras de aislamiento con formas complejas. »Queremos demostrar principalmente que podemos cultivar tejido moldeable en las cámaras impresas en 3D, que a su vez, como una pieza de rompecabezas, puede cerrar completamente un defecto complejo de tejido blando. Además, se examinará con precisión la calidad biomecánica del tejido cultivado«, explica el Dr. Florian Falkner, residente en Cirugía Plástica y Reconstructiva en la clínica BG Ludwigshafen. Sin embargo, todavía se necesitan algunos años de desarrollo antes de que esta forma de cultivo de tejidos esté lista para su uso clínico rutinario.