Arrancaremos este artículo comentando que la impresión 3D o estereolitográfica es relativamente reciente, ya que hace apenas 25 años, en 1992, la empresa 3D Systems lanzó la primera impresora de este tipo que, aunque representaba un hito en la historia de la impresión (fabricación) de objetos tridimensionales, su calidad, capacidad y velocidad eran muy limitadas.

La impresión tridimensional fue inventada por Charles Hull, cofundador y actualmente Vicepresidente ejecutivo y Jefe de Tecnología de 3D Systems.

Básicamente el funcionamiento de una impresora 3D es como el de una impresora de chorro de tinta, en la que en vez de utilizar tintas convencionales se usan materiales específicos, con los que se crean objetos tridimensionales por superposición de capas, partiendo de un archivo digital.

La impresión 3D en las ciencias y la medicina

En el ámbito de la medicina, tuvieron que pasar diez años más, para que se diseñará  un riñón en miniatura completamente funcional y con la capacidad de filtrar sangre y producir orina diluida en un animal.

Este espectacular impulsó a múltiples equipos de investigadores a la búsqueda de los conocimientos y las tecnologías necesarias para la impresión de órganos y tejidos 3D.

Desde entonces, la medicina ha alcanzado algunas metas que parecen sacadas de una novela de ciencia ficción, como la impresión de prótesis, la bio-impresión de vasos sanguíneos y aunque se estima que aún faltan uno o más decenios de investigación y desarrollo los científicos auguran que se podrán imprimir órganos más complejos a partir de las células de los pacientes, como hígados, válvulas cardiacas y corazones, completamente funcionales.

Riñón miniatura | impresora 3D

Caja Torácica | Impresora 3D

Imprimiendo piel humana

Sin embargo, en el nicho de la bio-impresión, el tema que hoy nos ocupa es la producción impresa de piel humana, con la capacidad de ser utilizada en trasplantes, pruebas de medicamentos, productos cosméticos y en general en cualquier tipo de investigación.

El investigador José Luis Jorcano, profesor del departamento de Bioingeniería de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) y responsable de la unidad de Ingeniería Biomédica de la Unidad Mixta Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)/UC3M informó que un equipo de científicos españoles, junto con investigadores del Hospital Universitario Gregorio Marañón de Madrid y la empresa BioDan Group (que comercializará el producto), desarrollaron un prototipo de bio-impresora 3D que fabrica piel humana “totalmente funcional”, información que fue publicada en la revista Biofabrication.

Vale la pena recordar que, en la actualidad, la producción de piel para el tratamiento de quemados o investigación se realiza de forma manual, tomando una muestra de tejido a través de una biopsia, para cultivarla durante semanas hasta que se replique sanamente.

La gran ventaja de esta bio-impresora, en palabras de Jorcano es la poder crear piel “de una forma automatizada y estandarizada, con lo que se mejora la reproducibilidad del proceso, aunque no la velocidad del mismo, ya que esta depende del tiempo que las células requieren para reproducirse.

La impresión de piel permitirá que se abaraten significativamente los costes de producción de la misma.

La impresión de piel posibilita la automatización de la replicación de la estructura natural de la piel, epidermis y dermis”, aunque al igual que con la técnica manual no se puede crear (por el momento), la reproducción, entre otras estructuras, de las glándulas sebáceas presentes en la piel.

Es importante aclarar que el proyecto aún está en fase de aprobación por diferentes organismos reguladores europeos, por lo que la piel impresa todavía no puede ser utilizada en pacientes, aunque se espera que este producto esté en el mercado en pocos meses.

¿Qué tipo de tintas se utilizan en la fabricación de piel?

La materia prima de la piel impresa son lo los científicos denominan “biotintas”, las que de alguna manera podemos equiparar con los cartuchos de tintas convencionales, aunque éstas se fabrican con diferentes componentes, como los queratinocitos y los fibroblastos, los dos tipos celulares fundamentales en la piel, factores de crecimiento y sustancias de “construcción”, entre otros.

Posteriormente, una computadora coloca “la mezcla adecuada en el momento adecuado” en placas donde se va produciendo la piel, la que una vez impresa se introduce en una incubadora a temperatura controlada.

La bio-impresora puede producir piel autóloga, es decir, creada a partir de células del propio paciente (utilizada terapéuticamente) o alogénica, la que se fabrica a partir de bancos de células o donantes, y podría ser utilizada para probar productos químicos, fármacos o cosméticos.

La impresión de piel es un paso más en la consecución de metas que seguramente llevarán en un futuro tal vez no tan lejano, a la bio-impresión de seres humanos completos.

Fuentes:

El Mundo. Biotecnología. Investigadores españoles crean una bioimpresora en 3D de piel humana. Consulta realizada el 29 de enero del 2017.

Impresoras 3D. Breve historia de la impresión 3D.
Consulta realizada el 29 de enero del 2017.

ScienceDirect. Biofabrication.
Consulta realizada el 29 de enero del 2017.

Wikipedia. Impresión de órganos en 3D.

Wikipedia. Chuck Hull.
Consulta realizada el 29 de enero del 2017.