La bioimpresión tridimensional (3D) está cada vez más introducida en el ámbito científico-médico debido al  potencial que ofrece respecto a la fabricación de tejidos funcionales para el organismo humano. La técnica ofrece una gran precisión en la colocación espacial de las células, lo que es crucial para guiar la reparación y regeneración de tejidos . No obstante, a pesar del progreso de la bioimpresión tridimensional en los últimos años, el enfoque estándar de encapsular células dentro de una biotinta de hidrogel presenta importantes limitaciones como el de lograr densidades celulares fisiológicamente relevantes (100-500 millones de células/ml), y que resulta esencial para la reparación y regeneración efectiva de los tejidos.  Y es que la bioimpresión por inyección de tinta está restringida por biotintas de baja viscosidad que limitan la concentración celular.

Intentar dar respuesta a estos obstáculos ha sido el objetivo de un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania (EEUU) que ha logrado desarrollar una novedosa técnica de bioimpresión que utiliza esferoides, que son grupos de células, para crear tejido complejo. Esta nueva tecnología, HITS-Bio,  mejora la precisión y la escalabilidad de la fabricación de tejidos, produciendo tejido diez veces más rápido que los métodos existentes, según los resultados publicados en 'Nature Communications'.

Según los investigadores, abre aún más la puerta al desarrollo de tejidos y órganos funcionales y al progreso en el campo de la medicina regenerativa. "Esta técnica es un avance significativo en la bioimpresión rápida de esferoides al permitir la bioimpresión de tejidos de manera de alto rendimiento a una velocidad mucho mayor que las técnicas existentes con alta viabilidad celular", afirmó, en este sentido, Ibrahim T. Ozbolat , titular de la cátedra Dorothy Foehr Huck y J. Lloyd Huck de Bioimpresión 3D y Medicina Regenerativa y profesor de Ciencias de la Ingeniería y Mecánica, de Ingeniería Biomédica y de Neurocirugía en Penn State. 

Mecanismo de acción

Según explicaron sobre su mecanismo de acción los autores de la nueva herramienta, las células vivas se encapsulan en un sustrato como un hidrogel para crear una biotinta, que luego se imprime en capas utilizando una impresora especializada. Estas células crecen y proliferan, y finalmente maduran hasta convertirse en tejido 3D en el transcurso de varias semanas. "Es como construir una pared de ladrillos donde las células son los ladrillos y la biotinta es el cemento o mortero, según el experto Ozbolat.

La tecnología HITS-Bio utiliza una matriz de boquillas controlada digitalmente, una disposición de múltiples boquillas que se mueve en tres dimensiones y permite a los investigadores manipular varios esferoides al mismo tiempo. Para probar la plataforma, el equipo experimentó con tejido cartilaginoso. Crearon una estructura de un centímetro cúbico que contenía aproximadamente 600 esferoides compuestos de células capaces de formar cartílago. El proceso tardó menos de 40 minutos, una gran velocidad que supera la capacidad de las tecnologías de bioimpresión existentes.

"La técnica ofrece la oportunidad de crear tejido complejo y funcional de manera escalable. Ampliar el número de boquillas podría llevar a la producción de tejidos más grandes y complejos, como órganos y tejido orgánico como el hígado", señaló el responsable de dicha plataforma.

Actualmente, el equipo está trabajando, además, en técnicas para incorporar vasos sanguíneos al tejido fabricado, un paso necesario, desde su punto de vista, para producir más tipos de tejidos que se puedan usar clínicamente o para trasplantes.