Investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer han desarrollado una forma de imprimir piel viva en 3D, completa con vasos sanguíneos. El avance, publicado en línea hoy en Ingeniería de tejidos Parte A , es un paso significativo hacia la creación de injertos que se parecen más a la piel que nuestro cuerpo produce de forma natural.
"En este momento, lo que esté disponible como producto clínico es más como una curita elegante", dijo Pankaj Karande, profesor asociado de ingeniería química y biológica y miembro del Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios CBIS, quedirigió esta investigación en Rensselaer. "Proporciona algo de cicatrización acelerada de heridas, pero eventualmente simplemente se cae; nunca se integra realmente con las células huésped".
Una barrera importante para esa integración ha sido la ausencia de un sistema vascular funcional en los injertos de piel.
Karande ha estado trabajando en este desafío durante varios años, publicando previamente uno de los primeros artículos que muestran que los investigadores pueden tomar dos tipos de células humanas vivas, convertirlas en "bio-tintas" e imprimirlas en una estructura similar a la pielDesde entonces, él y su equipo han estado trabajando con investigadores de la Facultad de Medicina de Yale para incorporar la vasculatura.
En este artículo, los investigadores muestran que si agregan elementos clave, incluidas las células endoteliales humanas, que recubren el interior de los vasos sanguíneos, y las células pericito humanas, que envuelven las células endoteliales, con colágeno animal y otras células estructuralesNormalmente se encuentra en un injerto de piel, las células comienzan a comunicarse y a formar una estructura vascular biológicamente relevante en el lapso de unas pocas semanas. Puede ver a Karande explicar este desarrollo aquí.
"Como ingenieros que trabajan para recrear la biología, siempre hemos apreciado y hemos sido conscientes del hecho de que la biología es mucho más compleja que los sistemas simples que creamos en el laboratorio", dijo Karande. "Nos sorprendió gratamente descubrir que,una vez que empezamos a acercarnos a esa complejidad, la biología se hace cargo y comienza a acercarse cada vez más a lo que existe en la naturaleza ".
Una vez que el equipo de Yale lo injertó en un tipo especial de ratón, los vasos de la piel impresa por el equipo de Rensselaer comenzaron a comunicarse y conectarse con los propios vasos del ratón.
"Eso es extremadamente importante, porque sabemos que en realidad hay una transferencia de sangre y nutrientes al injerto que mantiene vivo al injerto", dijo Karande.
Para que esto sea utilizable a nivel clínico, los investigadores deben poder editar las células del donante utilizando algo como la tecnología CRISPR, para que los vasos puedan integrarse y ser aceptados por el cuerpo del paciente.
"Todavía no estamos en ese paso, pero estamos un paso más cerca", dijo Karande.
"Este desarrollo significativo resalta el vasto potencial de la bioimpresión 3D en la medicina de precisión, donde las soluciones pueden adaptarse a situaciones específicas y eventualmente a individuos", dijo Deepak Vashishth, director de CBIS. "Este es un ejemplo perfecto de cómo los ingenieros de Rensselaerestán resolviendo desafíos relacionados con la salud humana ".
Karande dijo que será necesario trabajar más para abordar los desafíos asociados con los pacientes quemados, que incluyen la pérdida de terminaciones nerviosas y vasculares. Pero los injertos que ha creado su equipo acercan a los investigadores a ayudar a las personas con problemas más discretos, como la diabetes.o úlceras por presión.
"Para esos pacientes, estos serían perfectos, porque las úlceras suelen aparecer en distintas ubicaciones del cuerpo y pueden tratarse con trozos más pequeños de piel", dijo Karande. "La cicatrización de heridas suele tardar más en los pacientes diabéticos, y esto también podríaayudar a acelerar ese proceso. "
Este trabajo fue apoyado por una subvención de los Institutos Nacionales de Salud.
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Materiales proporcionado por Instituto Politécnico Rensselaer . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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