Los científicos de UNSW Sydney han desarrollado una tinta a base de cerámica que puede permitir a los cirujanos en el futuro imprimir en 3D partes óseas completas con células vivas que podrían usarse para reparar el tejido óseo dañado.
Usando una impresora 3D que despliega una tinta especial compuesta de fosfato de calcio, los científicos desarrollaron una nueva técnica, conocida como bioimpresión omnidireccional de cerámica en suspensiones celulares COBICS, que les permite imprimir estructuras parecidas a huesos que se endurecen en uncuestión de minutos cuando se coloca en agua.
Si bien la idea de imprimir en 3D estructuras que imitan a los huesos no es nueva, esta es la primera vez que se puede crear un material de este tipo a temperatura ambiente, con células vivas, y sin productos químicos agresivos o radiación, dice el Dr. Iman Roohani deFacultad de Química de la UNSW.
"Esta es una tecnología única que puede producir estructuras que imitan estrechamente al tejido óseo", dice.
"Podría usarse en aplicaciones clínicas donde existe una gran demanda de reparación in situ de defectos óseos, como los causados por traumatismos, cáncer o donde se reseca una gran parte de tejido".
El profesor asociado Kristopher Kilian, que co-desarrolló la tecnología innovadora con el Dr. Roohani, dice que el hecho de que las células vivas pueden ser parte de la estructura impresa en 3D, junto con su portabilidad, lo convierten en un gran avance en el estado actual de la tecnologíatecnología de arte.
Hasta ahora, dice, hacer una pieza de material similar a un hueso para reparar el tejido óseo de un paciente implica primero ir a un laboratorio para fabricar las estructuras utilizando hornos de alta temperatura y productos químicos tóxicos.
"Esto produce un material seco que luego se lleva a un entorno clínico o en un laboratorio, donde lo lavan profusamente y luego le agregan células vivas", dice el profesor Kilian.
"Lo bueno de nuestra técnica es que puede extruirla directamente en un lugar donde hay células, como una cavidad en el hueso de un paciente. Podemos ir directamente al hueso donde hay células, vasos sanguíneos y grasa, yimprime una estructura similar a un hueso que ya contiene células vivas, justo en esa área ".
"Actualmente no hay tecnologías que puedan hacer eso directamente".
en un artículo de investigación publicado recientemente en Materiales funcionales avanzados , los autores describen cómo desarrollaron la tinta especial en una matriz de microgel con células vivas.
"La tinta aprovecha un mecanismo de fraguado mediante la nanocristalización local de sus componentes en entornos acuosos, convirtiendo la tinta inorgánica en nanocristales de apatita ósea entrelazados mecánicamente", dice el Dr. Roohani.
"En otras palabras, forma una estructura que es químicamente similar a los bloques de construcción de huesos. La tinta está formulada de tal manera que la conversión es rápida, no tóxica en un ambiente biológico y solo se inicia cuando la tinta está expuestaa los fluidos corporales, proporcionando un amplio tiempo de trabajo para el usuario final, por ejemplo, los cirujanos ".
Dice que cuando la tinta se combina con una sustancia de colágeno que contiene células vivas, permite la fabricación in situ de tejidos similares a los huesos que pueden ser adecuados para aplicaciones de ingeniería de tejidos óseos, modelado de enfermedades, detección de drogas y reconstrucción in situ dedefectos óseos y osteocondrales.
Ya ha habido un gran interés por parte de los cirujanos y los fabricantes de tecnología médica. A / El profesor Kilian piensa que, aunque es temprano, este nuevo proceso de impresión ósea podría abrir una forma completamente nueva de tratar y reparar el tejido óseo.
"Este avance realmente allana el camino para numerosas oportunidades que creemos que podrían resultar transformadoras, desde el uso de la tinta para crear hueso en el laboratorio para el modelado de enfermedades, como material bioactivo para la restauración dental, hasta la reconstrucción ósea directa en un paciente,"dice A / Prof. Kilian.
"Me imagino un día en el que un paciente que necesita un injerto óseo puede ingresar a una clínica donde se obtiene una imagen de la estructura anatómica de su hueso, se traduce a una impresora 3D y se imprime directamente en la cavidad con sus propias células.
"Esto tiene el potencial de cambiar radicalmente la práctica actual, reducir el sufrimiento del paciente y, en última instancia, salvar vidas".
A continuación, el dúo realizará pruebas in vivo en modelos animales para ver si las células vivas en las construcciones similares a huesos continúan creciendo después de ser implantadas en el tejido óseo existente.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Nueva Gales del Sur . Original escrito por Lachlan Gilbert. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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