Impresión de órganos humanos: la ciencia ficción alcanza a la realidad

Uno de los desarrollos tecnológicos más espectaculares y sobre todo, más prometedores, de los últimos años es el de la impresión 3D. En unos años podremos imprimir desde nuestro hogar piezas de repuesto para el coche, juguetes para nuestros hijos, galletas listas para hornear o una mesa para el comedor. ¿Le suena a ciencia ficción? Pues aún hay más, en el futuro (eso sí, aún bastante lejano), podremos escanear nuestro cuerpo para que, cuando nos falle algún órgano, los médicos puedan imprimirlo usando nuestro propio molde. 

¿Qué es la impresión 3D?

La historia de la impresión 3D se remonta a principios de los años 80, cuando se inventó la estereolitografía, que permite crear objetos sólidos a partir de diseños digitales. Esta técnica consiste en ir depositando capa a capa una resina líquida sobre una placa, hasta obtener el objeto deseado (el proceso puede tardar desde unos pocos minutos hasta varias horas, dependiendo de la complejidad del diseño). Es decir, con las impresoras 3D podemos materializar todo lo que podamos imaginar.

Hoy en día existen multitud de objetos fabricados con impresión 3D,  como juguetes, carcasas para móviles, un telescopio espacial, e incluso pistolas (no exentas de la lógica controversia), sólo por mencionar algunos ejemplos. Esta forma de crear objetos a partir de un diseño por ordenador, nos permite imprimir en poco tiempo piezas a medida con una altísima precisión; lo que ha supuesto una revolución, también en el campo de la medicina.

Prótesis de una pierna con un diseño personalizado de la empresa Bespoke.
Prótesis de una pierna con un diseño personalizado de la empresa Bespoke.

Desde hace unos años se imprimen prótesis hechas con plástico, titanio o materiales cerámicos que sustituyen a piezas del cuerpo (como piernas, pelvis, y caderas, entre otras) que han sido dañadas (por un tumor o un accidente, por ejemplo). Incluso, han surgido empresas como Bespoke, especializada en la fabricación de prótesis a medida con diseños únicos.

¿Y si cambiamos la tinta de la impresora?

Al sustituir la resina plástica de la impresora 3D convencional por una tinta biológica tenemos una bioimpresora, con la que, en principio, podemos imprimir tejidos y órganos biológicos.

El proceso de impresión comienza en el laboratorio, donde se cultivan y multiplican células madre. Después, se mezclan las células con un medio líquido para formar la tinta biológica.  Cada gota de esta biotinta está formada por agregados de células. Como cualquier tinta, se carga el cartucho en la impresora, y comienza la impresión 3D. La tinta es depositada capa por capa siguiendo un patrón dictado por la impresora (especialmente programada para ello) a la vez que se deposita un gel que funciona como pegamento. Poco a poco, se va dando forma a diferentes tejidos y órganos. Al final, el gel es extraído y el producto final puede ser utilizado. Otro procedimiento para construir órganos con impresoras 3D es poblar con células un esqueleto biodegradable con la forma deseada (de un corazón, hígado, riñón, etc). A medida que las células se multiplican, van colonizando la estructura, hasta que eventualmente se desintegra y desaparece.

El periódico The Economist describe en detalle las diferencias entre uno y otro método en un ilustrativo reportaje en el que también se cita a muchos de los protagonistas de esta gesta tecnológica, biológica y médica. Y, en el siguiente vídeo puede hacerse una idea de cómo funciona la bioimpresión y cómo puede llegar a cambiar nuestra forma de vida en el futuro.

Un poco de historia

La primera patente de una bioimpresora fue otorgada en el año 2006 a Thomas Boland cuando trabajaba en la Universidad de Clemson en Carolina del Sur. Tres años después, el grupo del Dr. Gabor Forgacs (co-fundador de la empresa Organovo, en la que actualmente se fabrican tejidos biológicos para ser utilizados en pruebas clínicas) imprime los primeros vasos sanguíneos y pequeños tejidos cardíacos. Y, hace tan sólo dos años, un grupo de investigadores de la Universidad de Heriot-Watt (en Edimburgo) dio un paso muy importante, al conseguir que las células embrionarias contenidas en la tinta biológica mantuvieran su capacidad de multiplicarse y diferenciarse en casi cualquier célula humana; es decir, se ha conseguido que las células mantengan sus propiedades intactas después de pasar por la impresora. Otros triunfos logrados en los últimos años son la impresión de una férula para una tráqueauna oreja, y más recientemente tejido hepático.

¿Qué nos espera?

Recordemos que las células forman tejidos (como el óseo que forma los huesos), que a su vez se agrupan en órganos. Cuanto más complicada es la estructura que se intenta construir, más complejo es el procedimiento. Por ello, los bioingenieros empiezan fabricando las piezas biológicas más sencillas y van aumentando la complejidad a medida que logran sus objetivos. Según los expertos, la creación de órganos como un corazón, un hígado o un riñón tardará todavía entre 20 y 30 años.

Pero, la lucha por conseguir imprimir los primeros órganos en 3D ya está en marcha. Investigadores rusos del laboratorio 3D Bioprinting Solutions anunciaron el pasado mes de noviembre que en marzo realizarían el primer trasplante de un órgano impreso en 3D, una glándula tiroides en un ratón. Los científicos también comunicaron que su siguiente plan es tener el primer riñón en 3D para el año 2018. Por otro lado, científicos en EEUU han afirmado que imprimirán el primer corazón humano en el año 2025.

¿Quienes serán los primeros? ¿Cuánto tardarán? Sólo tenemos que esperar unos años para ver los frutos de este gran avance, que permitirá reducir enormemente las listas de espera para trasplantes, permitirá hacer ensayos de medicinas directamente en órganos humanos creados expresamente para ello, permitirá fabricar piel que se pueda usar en pacientes quemados y permitirá hacer mucho más que en este momento no somos capaces de imaginar.

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2 comments

  1. Daniela

    Con los avances que hay sobre impresión 3d si es muy factible de que pronto veamos como nos trasplantarán órganos impresos en cuestión de horas.

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