Las bioimpresoras son un tipo especial de impresora 3D. Con base en la ingeniería de tejidos controlada por computadora, pueden producir tejidos o bioarrays. En el futuro, debería ser posible producir órganos y seres vivos artificiales con su ayuda.
¿Qué es una bioimpresora?
Las bioimpresoras son un tipo especial de impresora 3D. Las bioimpresoras son dispositivos técnicos para imprimir tejidos y órganos biológicos en tres dimensiones transfiriéndolos a células vivas. Este campo de la impresión 3D se encuentra todavía en una etapa experimental y se está investigando principalmente en estudios científicos en universidades. El objetivo es crear la posibilidad de producir tejidos y órganos de reemplazo funcional que puedan utilizarse en tratamientos médicos. La palabra de actividad para bioimpresora se llama bioimpresión. La bioimpresión comienza con la composición básica del tejido u órgano objetivo. La bioimpresora se utiliza exclusivamente en un entorno de laboratorio. La impresora 3D especial almacena y forma capas delgadas de células a través de una impresión. cabeza como resultado. Para hacer esto, el cabeza de la bioimpresora se mueve hacia la izquierda, derecha, arriba o abajo. Las bioimpresoras usan biotinta o protocolos de bioprocesamiento para construir materiales orgánicos. Estos son biopolímeros con células de organismos vivos e hidrogeles que contienen hasta un 90% agua. La propiedad de flujo debe calcularse con precisión. Por un lado, el masa debe ser lo suficientemente fluido para que las agujas de las jeringas no se atasquen, y por otro lado, debe ser lo suficientemente sólido para que la estructura del objetivo sea duradera. Otros usos de la bioimpresión incluyen trasplantar, quirúrgico terapia forestal, ingeniería de tejidos y cirugía reconstructiva.
Formas, tipos y especies
Actualmente, las bioimpresoras se utilizan de forma muy esporádica en el sector comercial. Debido a que la bioimpresión se encuentra en la etapa de desarrollo, las especies o tipos de bioimpresores maduros no están actualmente verificados. Sin embargo, en principio, cualquier impresora 3D se puede utilizar para la bioimpresión. Para ello, el PVC de uso común polvo debe ser reemplazado con celdas apropiadas. También se están probando procesos con los que es posible desarrollar bioimpresoras a partir de impresoras de inyección de tinta normales. Se deben imponer grandes exigencias a la tinta biológica. Por ejemplo, cualquier sustancia que se utilice con fines clínicos debe cumplir estrictas especificaciones internacionales. Antes de usarse en bioimpresión, estas sustancias deben someterse a años de pruebas.
Estructura y modo de funcionamiento
El funcionamiento de una bioimpresora es muy similar al principio de funcionamiento de una impresora 3D normal. Los moldes se forman mediante una extrusora. Sin embargo, no PVC polvo Se utiliza, como es el caso de las impresoras 3D convencionales, pero un gel polimérico, generalmente a base de alginato. Las bioimpresoras actuales, que se utilizan esporádicamente en la práctica, producen gotitas que contienen cada una entre 10,000 y 30,000 células individuales. Se supone que la organización de estas células individuales, basada en factores de crecimiento apropiados, se unen para formar estructuras de tejidos funcionales. Las bioimpresoras requieren control de temperatura para una impresión precisa. Las bioimpresoras actuales son espacialmente muy grandes y pueden tener varios metros de ancho, largo y alto. Una computadora, generalmente ubicada fuera de la impresora, controla los émbolos de la jeringa. La base para esto son los datos disponibles digitalmente de un modelo 3D. El bioink se expulsa de las hasta ocho boquillas de pulverización y la estructura prevista se construye sobre una plataforma.
Beneficios médicos y de salud
En principio, se espera que las bioimpresoras se utilicen en tres áreas en particular en el futuro: medicina, industria alimentaria y biología sintética. En medicina, el uso de bioimpresoras es concebible y está previsto en los subcampos de la cirugía. terapia forestal, cirugía reconstructiva, donación de órganos y trasplantar. Especialmente en el caso de órganos por bioimpresoras, una gran ventaja es obvia: la coincidencia exacta con el cuerpo destinado a trasplantar. De esta forma, se puede interrumpir la búsqueda de un órgano donante adecuado que coincida con el cuerpo receptor, que en la actualidad todavía es necesaria. En la cirugía reconstructiva se espera una simplificación y una mejora, en este caso se pueden concebir procedimientos en los que se extraen células de diversas partes del cuerpo del paciente, como las orejas, los dedos y las rodillas. Estas células se multiplican en un laboratorio. Luego se agrega el biopolímero. A partir de tal suspensión, la bioimpresora puede, en teoría, construir un injerto. A continuación, se implanta en el paciente. Las propias células del cuerpo luego degradan el biopolímero con el tiempo. La ventaja podría residir en particular en el hecho de que el organismo no rechaza el trasplante. Además, tal trasplante podría crecer con el cuerpo. La razón de esta propiedad positiva es que el implante está vinculado al sistema de control del crecimiento del paciente. El campo de investigación sobre el uso de bio-implantes en medicina sigue crecer. Actualmente, la producción de injertos a partir de cartílago, como un nariz, es muy concebible. Más crítica es la producción de órganos corporales. En particular, el número de capilares necesarios para irrigar los órganos no es actualmente concebible con la precisión necesaria. Otro problema puede surgir del hecho de que en estructuras tan complejas como los órganos del cuerpo, diferentes células deben coordinarse y comunicarse entre sí para realizar diferentes funciones. Las bioimpresoras también se pueden utilizar para producir carne en la industria alimentaria. Las primeras empresas, según sus propias declaraciones, ya han impreso con éxito dichos productos. Se dice que son sabrosos y menos costosos que el sacrificio. Sin embargo, actualmente no hay carne impresa por bioimpresión a la venta.
