Un equipo dirigido por Samueli de UCLA ha desarrollado una impresora 3-D especialmente adaptada para construir biomateriales terapéuticos a partir de múltiples materiales. El avance podría ser un paso hacia la impresión bajo demanda de tejidos artificiales complejos para su uso en trasplantes y otras cirugías.

"Los tejidos son estructuras maravillosamente complejas, por lo que para diseñar versiones artificiales de ellos que funcionen correctamente, tenemos que recrear su complejidad", dijo Ali Khademhosseini, quien dirigió el estudio y es Levi James Knight, Jr., profesor de ingeniería de la UCLA.

Escuela de Ingeniería Samueli. "Nuestro nuevo enfoque ofrece una forma de construir complejas estructuras biocompatibles hechas de diferentes materiales ".

El estudio fue publicado en Materiales Avanzados

La técnica utiliza un proceso basado en la luz llamado estereolitografía, y aprovecha una impresora 3D personalizada diseñada por Khademhosseini que tiene dos componentes clave. El primero es un chip microfluídico hecho a medida, una plataforma pequeña y plana de tamaño similar al de un chip de computadora, con múltiples entradas que "imprimen" un material diferente. El otro componente es un microespejo digital, una matriz de más de un millón de pequeños espejos que se mueven independientemente.

Los investigadores utilizaron diferentes tipos de hidrogeles, materiales que, después de pasar por la impresora, forman andamios para que los tejidos crezcan. Los microespejos dirigen la luz sobre la superficie de impresión, y las áreas iluminadas indican el contorno del objeto 3D que se está imprimiendo.

La luz también desencadena enlaces moleculares para formar en los materiales, lo que hace que los geles se solidifiquen en material sólido. A medida que se imprime el objeto 3-D, la matriz de espejos cambia el patrón de luz para indicar la forma de cada nueva capa.

El proceso es el primero en utilizar múltiples materiales

para la bioimpresión estereolitográfica automatizada, un avance sobre la bioimpresión estereolitográfica convencional, que solo utiliza un tipo de material. Si bien el dispositivo de demostración utilizó cuatro tipos de bio-tintas, los autores del estudio escriben que el proceso podría acomodar tantas tintas como sea necesario.

Los investigadores primero usaron el proceso para hacer formas simples, como las pirámides. Luego, crearon estructuras tridimensionales complejas que imitaban partes del tejido muscular y los tejidos conectivos del músculo-esqueleto. También imprimieron formas que imitan tumores con redes de vasos sanguíneos, que podrían usarse como modelos biológicos para estudiar el cáncer.

Probaron las estructuras impresas al implantarlas en ratas. Las estructuras no fueron rechazadas.

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