Es una pregunta antigua pero ¿será posible que la humanidad encuentre la fuente de la juventud? Existen empresas médicas cuyo objetivo explícito es combatir el envejecimiento, por lo que surge la pregunta de ¿qué investigaciones existen sobre la prolongación de la vida? Actualmente se investiga y prueba una amplia serie de tecnologías y terapias que prometen extender la vida a través de diferentes medios. Uno de ellos son las impresoras 3-D.

Estas impresoras ya se encuentran disponibles. Staples es el primer minorista en Estados Unidos en vender una impresora 3-D. Las impresoras 3-D han sido usadas por mucho tiempo para la fabricación industrial; sin embargo, ahora se han popularizado las versiones caseras de esos dispositivos. The Cube, al igual que otras impresoras 3-D, es una máquina que crea objetos físicos tridimensionales. La impresora usa un archivo de diseño digital como cianotipo y luego construye el objeto capa por capa con plástico. Es posible imprimir todo lo que puedan diseñar, incluyendo figuras de acción, porta celulares y porta vasos. Aunque muchos propietarios de impresoras 3-D pueden estar usando los dispositivos para hacer prototipos de inventos o simplemente para divertirse con juguetes plásticos, otras industrias están aprovechando el potencial de las impresoras. Los doctores incluso están experimentando con las versiones avanzadas de las máquinas para hacer órganos artificiales y prótesis [1].

Muchas personas mueren debido a fallas en los órganos, pero ¿existe la posibilidad de crear, por ejemplo, tu propio hígado nuevo y reemplazar al que falla? Los científicos ya implantaron exitosamente en ratas riñones funcionales desarrollados en los laboratorios. Si el mismo proceso pudiera ser replicado exitosamente para los humanos, podría ayudar a resolver la escasez de donadores de órganos que persiste en muchos países. Los primeros trabajos para crear órganos con impresoras 3D también dieron resultados prometedores[2].

¿Es posible, por ejemplo, diseñar un mejor corazón artificial? El corazón humano late de 60 a 100 veces por minuto, más de 86.000 veces al día, 35 millones de veces al año. Cada latido impulsa unas 6 cucharadas soperas de sangre por el cuerpo. Un órgano que trabaja tan duro está condenado a fallar, según el doctor Billy Cohn, un cirujano cardíaco del Instituto del Corazón de Texas. El fallo cardíaco es la causa principal de muerte en los humanos. Es por esta razón que ahora los científicos se encuentran trabajando en el desarrollo de un sustituto artificial a largo plazo para el corazón humano. La idea de un corazón artificial se plantea desde hace décadas[3].

Durante años, los investigadores médicos reproducen células humanas en laboratorios a mano para crear vasos sanguíneos, catéteres, tejido de la piel y otras partes corporales. Pero diseñar órganos completos, con sus estructuras celulares complicadas, es mucho más difícil. Una posible alternativa son las impresoras 3D, que debido a su proceso preciso puede reproducir los sistemas vasculares requeridos para hacer viables a los órganos. Los científicos ya utilizan las máquinas para imprimir tiras diminutas de tejido de órganos. Y aunque imprimir órganos humanos completos para trasplantes quirúrgicos todavía está a años de distancia, la tecnología se desarrolla rápidamente[4].

“El proceso mecánico no es tan complicado. La parte complicada es la de los materiales, que son biológicos en naturaleza”, dijo Mike Titsch, editor en jefe de 3D Printer World. Pero para muchos científicos en el área, la bioimpresión promete mucho. Los órganos impresos auténticos podrían utilizarse para pruebas de medicamentos o vacunas, liberar a los investigadores de métodos menos precisos como pruebas en animales o en modelos sintéticos. Luego está la esperanza de que las impresoras 3D en algún día puedan producir órganos muy necesitados para trasplantes. Entre más aumenta la esperanza de vida, nuestros órganos fallan más. “En México alrededor de 18,170 personas están en espera de un trasplante de órgano, 10,500 de ellos están en espera de un riñón según cifras del Centro Nacional de Trasplantes”[5].

La bioimpresión funciona de la siguiente manera: los científicos cosechan células humanas de biopsias o células madre, para después permitir que se multipliquen en una placa de Petri, un recipiente redondo de cristal. La mezcla resultante, una clase de tinta biológica, se introduce a la impresora 3D, que a su vez es programada para acomodar diferentes tipos de células, junto con otros materiales, en figuras precisas de tres dimensiones. Doctores esperan que cuando esta pieza se introduzca al cuerpo, las células impresas 3D se integren a los tejidos existentes. El proceso ya está viendo algo de éxito. El año pasado, un niña de dos años en Illinois que nació sin tráquea recibió un sustituto hecho a partir de sus propias células madre. El gobierno de Estados Unidos ha financiado un proyecto “cuerpo en un chip” universitario que imprime muestras de tejidos que imitan las funciones del corazón, hígado, pulmones y otros órganos. Estas muestras se colocan en un microchip y conectados a un sustituto de sangre para mantener las células vivas, lo cual permite a los doctores hacer pruebas para tratamientos específicos y monitorear su efectividad. “La impresión 3D nos permite acercarnos a lo que pasa en la vida real, donde se tienen múltiples capas de células”[6].

Un contendiente inicial para este premio es Organovo una empresa de California dedicada a la bioimpresión de partes humanas para fines comerciales. Al utilizar células de tejidos y células madres que han sido donadas, Organovo se encuentra desarrollando lo que esperan serán modelos auténticos de órganos humanos, principalmente hígados, para análisis de drogas. La compañía ha impreso tiras de tejidos de hígados humanos en sus laboratorios, aunque siguen siendo muy pequeños: cuatro por cuatro por un milímetro. Cada tira toma alrededor de 45 minutos en imprimir, y toma otros dos días para que las células puedan crecer y madurar, dijo el CEO de Organovo, Keith Murphy. Después de este proceso, los modelos pueden vivir por alrededor de 40 días. De acuerdo con Murphy, Organovo también ha creado modelos para riñones, huesos, cartílago, músculo, vasos sanguíneos y tejidos de pulmones[7].

Básicamente, te permite construir tejidos de la misma manera en la que uno crea algo con legos”, dijo Murphy. “Así puedes poner las células correctas en los lugares indicados. No es como si las derramaras en un molde”[8].

Sin embargo, no todos están cómodos con la nueva habilidad de crear partes humanas en un laboratorio. Un director de investigación en Gartner Inc., la empresa de investigación y consultoría en tecnología de información, cree que la bioimpresión 3D avanza tan rápidamente que incitará un debate ético de gran escala en el 2016. “Instalaciones dedicadas a la bioimpresión 3D de órganos y tejidos humanos avanzará mucho más rápido que la comprensión y aceptación general de las ramificaciones de esta tecnología”, dijo Pete Basiliere en un reporte reciente. “Estas iniciativas tienen buenas intenciones, pero generan un número de preguntas que siguen sin respuesta”, agregó Basiliere. “¿Qué pasa cuando órganos complejos, ‘mejorados’ y con células no humanas son creados? ¿Quién controlará la habilidad para producirlos? ¿Quién asegurará la calidad de estos productos?” Es probable que estos órganos bioimpresos sean costosos, lo cual los pondría fuera del alcance de todos menos los pacientes más ricos. “¿Sólo los ricos serán capaces de acceder a esto? ¿Estamos jugando a ser Dios? Al final, salvar vidas tienda a triunfar sobre cualquier objeción”[9].

Conforme la impresión en 3D se vuelve más común, volteará a la industria farmacéutica de cabeza y el mundo de la biotecnología, aunque la regulación será un reto[10].

Una impresora 3D ya salvó la vida de un bebé con apenas seis semanas de vida, quien comenzó a ponerse azul. Había dejado de respirar. Pronto fue llevado a un hospital local, donde los médicos concluyeron que había entrado líquido o comida a sus pulmones y eventualmente le dieron el alta. Pero dos días después, se repitió la terrible escena.Tenían que practicarle reanimación cardiopulmonar todos los días. El bebe padecía malacia bronquial, una rara obstrucción en los pulmones. Ante un panorama sombrío, los médicos optaron por una jugada desesperada. Utilizando una técnica experimental nunca antes utilizada en seres humanos, crearon una férula hecha de material biológico que pudo desbloquear el conducto respiratorio. El logro adquiere mayores dimensiones cuando se descubre que la férula fue creada utilizando una impresora 3D. Hollister, profesor de ingeniería biomédica y mecánica dijo “Es muy fuerte cuando te dicen que puede ser la única oportunidad que tenga un niño de salvarse”.

El próximo paso fue realizar una tomografía de los pulmones de Kaiba para que la férula encajara en las dimensiones exactas de sus órganos. Hollister utilizó los resultados para generar un modelo computarizado de la férula. La impresora 3D usó este modelo para diseñar la estructura de la férula con un polvo llamado PCL. La férula, de apenas unos centímetros de largo y 8 milímetros de ancho, fue colocada en el bronquio colapsado. Pasaron solo unos instantes antes de que los resultados aparecieran a la vista. Enseguida se vio a los pulmones inflarse y desinflarse[11].

Referencias:

[1] http://cnnespanol.cnn.com/2013/05/05/a-la-venta-primeras-impresoras-3-d-para-el-hogar/

[2] http://cnnespanol.cnn.com/2013/10/04/asi-busca-google-crear-la-fuente-de-la-eterna-juventud/

[3] http://cnnespanol.cnn.com/2013/12/04/vivir-sin-pulso-disenando-un-mejor-corazon-artificial/

[4] http://cnnespanol.cnn.com/2014/04/04/organos-humanos-el-proximo-paso-en-la-impresion-3d/

[5] Id.

[6] Id.

[7] Id.

[8] Id.

[9] http://cnnespanol.cnn.com/2014/04/04/organos-humanos-el-proximo-paso-en-la-impresion-3d/

[10] http://cnnespanol.cnn.com/2014/02/25/10-maneras-en-que-la-tecnologia-movil-salvara-tu-vida-en-el-futuro/

[11] http://cnnespanol.cnn.com/2013/05/23/una-impresora-3d-salva-la-vida-de-un-bebe-agonizante/

Anuncios