Investigadores desarrollan vasos sanguíneos bioimpresos que imitan el latido arterial
Un equipo del centro español, CIC biomaGUNE diseñó vasos sanguíneos impresos en 3D que se contraen con luz y simulan el pulso natural. Este modelo permite fabricar estos tejidos en una sola etapa sin necesidad de formarse progresivamente por cada capa. Un avance que abre nuevas vías para crear órganos artificiales realistas y funcionales. Los resultados de la investigación se publicaron en Journal of Materials Chemistry B.
La responsable del grupo de Materiales Biofuncionales Híbridos del centro, Dorleta Jiménez, explicó: “según la técnica y los materiales utilizados, es posible formar vasos sanguíneos de distintos tamaños y con diversas composiciones en sus paredes”. En este proyecto se han creado estructuras con un diámetro interno de unos cuatro milímetros, similar al de una pequeña arteria muscular, una dimensión mayor que la de los capilares pero menor que la de la aorta.
Para crear un entorno biológico adecuado en la impresión de estos vasos sanguíneos, se utilizó gelatina metacrilada (GelMA) como base, un material derivado del colágeno que puede solidificarse al aplicarle luz. A esta biotinta se le añadió matriz extracelular natural, obtenida de arterias pulmonares de cerdo, con el objetivo de imitar el entorno que rodea a las células en los tejidos reales.
Esta combinación no solo mejora la compatibilidad biológica, sino que también aporta las propiedades mecánicas necesarias para que el material sea imprimible y se comporte de forma similar a un tejido vivo, lo que facilita la integración celular y la funcionalidad del vaso artificial, indican los autores.
En un trabajo publicado se observaron que la combinación de materiales termosensibles con estas nanopartículas podía dar un efecto dinámico a los vasos bioimpresos. Aunque imprimir multimateriales en forma de cilindro y en altura que incluyen células vivas en una de las capas no es algo sencillo, este proyecto ha diseñado un material híbrido orgánico-inorgánico que pudiera ser imprimible y responder a fuentes de luz externas.
Así, este modelo dinámico reproduce la estructura de las arterias y responde a estímulos luminosos para imitar las contracciones que estas sufren en el cuerpo. “Estas fuerzas son indispensables en la interacción célula-célula y tienen relación con ciertas enfermedades”, explica la doctora Jiménez.
Dificultades en el diseño
Los vasos sanguíneos tienen varias capas, son como un tubo de varias paredes y cada una tiene propiedades diferentes. La capa más interna, llamada íntima, es la que está en contacto con la sangre. En la capa media están las células de músculo liso, que ayudan a contraer y relajar el vaso. Y la capa más externa, la adventicia, protege y da soporte estructural al vaso sanguíneo.
Uno de los retos del equipo fue unir estas capas, ya que resultaba muy difícil imprimirlas a la vez. Gracias a la colaboración con dos laboratorios externos en Países Bajos, pudieron adquirir y aplicar técnicas avanzadas de bioimpresión para resolver esta problemática.
La técnica de impresión volumétrica es ideal para la fabricación de estructuras más complejas, como válvulas para controlar el flujo de la sangre y bifurcaciones. “En particular, la técnica de impresión volumétrica es ideal para la fabricación de estructuras más complejas, como válvulas para controlar el flujo de la sangre y bifurcaciones”, explicó Jiménez.
Fuente: SINC
VTV/DC/EB
