El profesor de Ingeniería Biomédica Adam Feinberg y su equipo han creado el primer modelo de corazón humano bioimpreso en 3D de tamaño completo utilizando su técnica Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels FRESH. Mostrado en un video reciente de la American Chemical Society y creado a partir de datos de resonancia magnéticautilizando una impresora 3D especialmente construida, el modelo imita la elasticidad del tejido cardíaco y las suturas de manera realista. Este hito representa la culminación de dos años de investigación, que promete tanto a los cirujanos como a los médicos, así como implicaciones a largo plazo para el futuro de la bioingeniería.investigación de órganos.
La técnica FRESH de bioimpresión 3D se inventó en el laboratorio de Feinberg para satisfacer una demanda no satisfecha de polímeros blandos impresos en 3D, que carecen de la rigidez para resistir sin soporte como en una impresión normal. La impresión FRESH 3D utiliza una aguja para inyectar bioink en un baño dehidrogel blando, que sostiene el objeto mientras se imprime. Una vez terminado, una simple aplicación de calor hace que el hidrogel se derrita, dejando solo el objeto bioimpreso en 3D.
Si bien el laboratorio de Feinberg ha demostrado tanto la versatilidad como la fidelidad de la técnica FRESH, el principal obstáculo para lograr este hito fue imprimir un corazón humano a escala completa. Esto requirió la construcción de una nueva impresora 3D hecha a medida para sostener un soporte de gelbaño lo suficientemente grande para imprimir en el tamaño deseado, así como cambios menores de software para mantener la velocidad y fidelidad de la impresión.
Los principales hospitales a menudo tienen instalaciones para imprimir modelos en 3D del cuerpo de un paciente para ayudar a los cirujanos a educar a los pacientes y planificar el procedimiento real; sin embargo, estos tejidos y órganos solo se pueden modelar en plástico duro o goma. El corazón del equipo de Feinberg está hecho de unpolímero natural llamado alginato, que le confiere propiedades similares al tejido cardíaco real. Para los cirujanos, esto permite la creación de modelos que pueden cortar, suturar y manipular de manera similar a un corazón real. El objetivo inmediato de Feinberg es comenzar a trabajar con cirujanos ymédicos para afinar su técnica y asegurarse de que esté lista para el entorno hospitalario.
"Ahora podemos construir un modelo que no solo permite la planificación visual, sino que permite la práctica física", dice Feinberg. "El cirujano puede manipularlo y hacer que responda como tejido real, de modo que cuando entre en la operaciónsitio tienen una capa adicional de práctica realista en ese entorno ".
Este artículo representa otro marcador importante en el largo camino hacia la bioingeniería de un órgano humano funcional. Los andamios blandos y biocompatibles como el creado por el grupo de Feinberg pueden algún día proporcionar la estructura sobre la que las células se adhieren y forman un sistema de órganos, colocando la biomedicina un paso más cercaa la capacidad de reparar o reemplazar órganos humanos completos.
"Si bien aún existen obstáculos importantes en la bioimpresión de un corazón humano funcional de tamaño completo, estamos orgullosos de ayudar a establecer su base fundamental utilizando la plataforma FRESH mientras mostramos aplicaciones inmediatas para la simulación quirúrgica realista", agregó Eman Mirdamadi, autor principal de la publicación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Ingeniería, Universidad Carnegie Mellon . Original escrito por Dan Carroll. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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