La impresión en 3D del BioPen permite a los cirujanos dibujar con células madre

Los médicos realizan cientos de miles de cirugías de rodilla cada año, a menudo para reemplazar cartílagos dañados o desgastados. Las técnicas para realizar estas cirugías hoy en día pueden estar a punto de cambiar, gracias a nuevas investigaciones.

En un futuro no muy lejano, los cirujanos ortopédicos pueden simplemente dibujar un nuevo cartílago dentro de su rodilla, usando un dispositivo de impresión en 3D, que extrae células madre, llamado “BioPen”.

VÉASE TAMBIÉN: ¿Deberíamos imprimir en 3D una nueva Palmyra? Esto es lo que significa recrear una ciudad destruida por ISIS.

Volumen 0%Pulsar el signo de interrogación para acceder a una lista de atajos de tecladoAtajos de tecladoReproducir/PausarAumentarPACIO Volume?Decrease Volume?Seek Forward?Seek On/OffcFullscreen/Exit FullscreenfMute/UnmutemSeek %0-9Next Up3D imprimir prótesis dentro del campo de refugiados sirio más grande del mundo está ayudando a los niños con discapacidades facebook twitter Email Linkhttps://mashable.com/videos/blueprint:yanmAJawnK/?jwsource=clCopied Embed<iframe src=”https://mashable.com/videos/blueprint:yanmAJawnK/embed/?player=offsite” height=$0027360$0027 / >CopiedAuto360p (1063 kbps)1080p (5484 kbps)720p (2914 kbps)480p (1355 kbps)360p (1063 kbps)360p (962 kbps)Live00:0000:0003:08Más vídeosLas prótesis de impresión 3D en el campo de refugiados sirio más grande del mundo están ayudando a los niños con discapacidadesLos hackers están usando IA & reconocimiento facial en Tinder – Mashable OriginalsAquí es cómo el ganador de $0027The Circle$0027 Joey Sasso conoció a Lady Gaga y a AdelePor qué el sexo es mejor con las luces encendidasConstruí mi propio vibrador en CESHands on con el Motorola Razr plegableCerrarJavascript es necesario para ver este vídeo

El dispositivo se encuentra todavía en la etapa de investigación y desarrollo y no ha sido aprobado aún para uso médico, pero es un ejemplo de cómo las tecnologías de impresión en 3D pueden dar lugar a nuevas formas de tratar dolencias humanas comunes.

En un estudio publicado el mes pasado en la revista Biofabrication , los científicos del Centro de Excelencia para la Ciencia de los Electromateriales (ACES) del Consejo Australiano de Investigación detallaron los experimentos con su bolígrafo de impresión en 3D hecho a medida, conocido como el BioPen, un dispositivo en el que han estado trabajando durante casi tres años.

Su nueva capacidad, sin embargo, es lo que llaman un gran avance: la capacidad de imprimir eficazmente células madre humanas viables en las articulaciones dañadas para hacer crecer el cartílago.

El bolígrafo fue desarrollado por Peter Choong, director de ortopedia del Hospital St. Vincent en Melbourne, junto con el director de ACES Gordon Wallace.

Según Wallace, fue Choong, un cirujano ortopédico, quien tuvo la idea.

Por qué el dibujo es mejor que la impresión

Si bien los investigadores reconocieron los beneficios de las nuevas técnicas de bioimpresión para la reconstrucción del cartílago, especialmente para la adaptación de los implantes a las necesidades de pacientes específicos, señalaron que la cirugía del cartílago a menudo requiere la eliminación del tejido dañado, lo que significa que el cirujano no puede preimprimir el material de reemplazo.

Un bolígrafo de impresión 3D de mano, por otro lado, les permite realizar lo que llaman “biofabricación in-situ”. Otros métodos emergentes de reemplazo de cartílago de rodilla, como el NeoCart, usan las propias células del paciente para hacer crecer el cartílago en un andamio fuera de la rodilla. Luego se recorta y se implanta en el paciente.

Según el estudio, el BioPen “permite esculpir quirúrgicamente el tejido sustituto para lograr la estructura deseada”.

En otras palabras, el cirujano esculpe el material mientras dibuja. El uso de un pequeño dispositivo manual también significa que puede depositar materiales, a través de dos canales y una punta de titanio, en áreas que el material preimpreso no cubriría, como grietas y bajo salientes de tejido existente.

Los científicos sostienen que su BioPen impreso en 3D también costará menos que la maquinaria de bioimpresión convencional.

“El hardware puede ser ensamblado por un bajo costo – tal vez 10.000 dólares”, escribió Wallace en un correo electrónico a Mashable . Como con todas las impresoras, Wallace escribió, “la magia está en la tinta – esta vez la tinta biológica.”

Schematic of the BioPen.

Esquema del BioPen.

Imagen: CENTRO DE EXCELENCIA PARA ELECTROMATERIALES

Si los métodos de impresión del BioPen parecen algo familiares, es porque lo son. Utiliza un método de impresión bastante similar al de la pluma de impresión 3D CreoPop. Como este último dispositivo, el BioPen utiliza un hidrogel basado en polímeros, extruido a través de una boquilla e insensibilizado por la luz UV enfocada en un punto justo delante de la extrusora.

Los científicos controlan la extrusión del gel mediante el uso de pedales.

Sin embargo, a diferencia del gel Creopop de color amarillo, el material de extrusión del BioPen se infunde con células madre adiposas, que se recogen en un procedimiento quirúrgico rutinario de las células de grasa humana.

El estudio afirma que las células extraídas con el bolígrafo han sido sometidas a condrogénesis, que es esencialmente un nuevo crecimiento de cartílago. Los investigadores afirman que las células impresas con el BioPen han mostrado una viabilidad del 97%.

The research team studies the kinds of bio ink lattices they could build at various extrusion pressures.

El equipo de investigación estudia los tipos de redes de tinta biológica que podrían construir a varias presiones de extrusión.

Imagen: CENTRO DE EXCELENCIA PARA ELECTROMATERIALES

Un trabajo en progreso

Sin embargo, hay limitaciones para el nuevo BioPen. Según el estudio, la temperatura de la habitación del hospital y el calor que viene de la mano del cirujano en el BioPen puede impactar en el flujo de material biológico. Además, el sistema de extrusión a presión puede ser algo inconsistente.

Para la versión 2 del BioPen, los científicos planean introducir un sistema de control de temperatura en el BioPen y respaldarlo con un sistema mecánico de extrusión para mantener la consistencia del flujo. Wallace dijo que los investigadores también están refinando la tinta biológica y la ergonomía del BioPen.

Aunque es poco probable que el BioPen termine en manos de los cirujanos a corto plazo, Wallace dijo a Mashable que los veterinarios podrían estar usando el bolígrafo de impresión 3D “en un puñado de años”. En cuanto a los humanos, esa línea de tiempo será dictada por la rapidez con la que los investigadores puedan perfeccionar el hardware y, por supuesto, obtener la aprobación de las agencias reguladoras.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *