La bioimpresora 3D de piel humana

Algún día, aunque queden años, seremos capaces de hacer corazones por bioimpresoras a partir de células de pacientes.

Científicos españoles diseñan una bioimpresora 3D de piel humana.

 

 

 

 

 

 

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Además de la Universidad Carlos III y el CIEMAT, también han participado en el diseño del prototipo, investigadores del Hospital Universitario Gregorio Marañón de Madrid y la empresa BioDan Group, que comercializará el producto.

José Luis Jorcano Noval, es el coinventor de ocho patentes, casi todas relacionadas con tecnologías aplicadas al mundo de la piel. La más importante de todas ellas ha sido, hasta ahora, el desarrollo de un método para producir piel humana en el laboratorio. Doctor en Física Teórica, realizó su posdoctorado en Biología Molecular en el Instituto Max Plank de Alemania. Fue director de la “Fundación para el Desarrollo de la Investigación en Genómica y Proteómica”, más conocida como “Genoma España”. Lideró esta organización durante sus primeros 7 años (2002-2009). Es actualmente Director de la División de Biomedicina Epitelial del CIEMAT y desde el año 2010 se incorporó al Departamento de Bioingeniería, e imparte clases en el grado de Ingeniería Biomédica de la Universidad Carlos III de Madrid.

Nieves Cubo es ingeniera Electrónica Industrial y Automática por la Universidad Carlos III de Madrid, formaba parte del Grupo de Ingeniería de Tejidos y Medicina Regenerativa del Departamento de Bioingeniería de la misma universidad.

El antecedente de esta bioimpresora 3D hay que buscarlo en desarrollos también de este grupo, que, en colaboración con el Centro Comunitario de Sangre y Tejidos de Asturias, diseñó a principios del año 2000 un sistema in vitro por el cual, a partir de una pequeña biopsia de un paciente, se puede generar toda su piel en tres semanas, un tratamiento que en España ya se usa en las unidades hospitalarias de grandes quemados.

«Cuando uno habla de impresoras 3D se imagina que lo más difícil es hacer la impresora, pero esa no es la dificultad mayor. Éstas están basadas en impresoras normales, sólo hay que adaptarlas para que en lugar de imprimir en un plano lo hagan en tres dimensiones”. José Luis Jorcano, señala que esta piel “puede ser trasplantada a pacientes o ser utilizada para el testeo de productos químicos, cosméticos o farmacéuticos».

“Utilizamos únicamente células y componentes humanos para producir una piel bioactiva y que genere su propio colágeno humano, evitando el uso de colágeno animal». En palabras de Juan Francisco Cañizo, investigador del Hospital General Universitario Gregorio Marañón y de la Universidad Complutense de Madrid, “saber cómo mezclar los componentes biológicos, en qué condiciones manejarlos para que no se deterioren las células y cómo realizar la deposición adecuada es la parte crítica del sistema”.

Actualmente, la producción de piel para el uso en investigación o en la atención, por ejemplo, de grandes quemados, se realiza de forma manual. Se toma una muestra de tejido a través de una biopsia; después estas células se cultivan durante unas semanas hasta que se consigue la regeneración. Al igual que ocurre con la técnica manual, la piel que crea la bioimpresora no permite, de momento, la reproducción, entre otras estructuras, de las glándulas sebáceas presentes en la piel, aunque, es algo en lo que el equipo ya está trabajando. «El meollo de la bioimpresora», es lo que denominan «biotintas», el equivalente a los cartuchos de colores que utilizan las impresoras convencionales. «Lo más complicado es el diseño de estas biotintas que, como si fueran jeringas se rellenan con distintos componentes». Después, un ordenador coloca «la mezcla adecuada en el momento adecuado» en placas donde se va produciendo la piel, que luego se introduce en una incubadora a una temperatura controlada. Se encuentra en fase de aprobación, para garantizar que la piel producida sea apta para su utilización en trasplantes a pacientes con quemaduras y otros problemas en la piel, pero los creadores esperan que «en pocos meses el producto pueda estar ya en el mercado».  Abarata el proceso respecto a la producción manual”, señala Alfredo Brisac, consejero delegado de BioDan Group, la empresa española de bioingeniería especializada en medicina regenerativa que colabora en la investigación que comercializa esta tecnología.

Es difícil predecir con exactitud cuándo se va a producir ese primer trasplante y qué órgano será el elegido, aunque ya se han llevado a cabo con éxito experimentos con animales (riñones y glándula tiroides). Uno de los campos, como explica Nieves Cubo en el que la bioimpresión puede resultar de gran utilidad a corto plazo es en el de la piel y huesos. La posibilidad de restaurar estos tejidos es una gran esperanza de cura para pacientes con graves quemaduras, en los que sus células son ya incapaces de regenerar la piel afectada.

Los creadores de este dispositivo esperan que, en un futuro no muy lejano, también se pueda emplear para la impresión, otro tipo de tejidos más complejos, como vasos sanguíneos o válvulas cardiacas.