Bioimpresoras 3D Impresion de Organos Humanos Medicina Regenerativa






IMPRESORAS DE TECNOLOGÍA 3D: Estas impresoras pueden formar un objeto determinado siguiendo las instrucciones de un plano el cual le indica las tres dimensiones, es decir, largo, ancho y alto. Hacen mucho tiempo que existen pero hoy son una novedad por su maravillosas aplicaciones, su rapidez y precisión, a al vez que los precios la han hecho populares en los países desarrollado. Los críticos dicen que provocarán una nueva revolución industrial.

Fueron pensadas  para los viajes espaciales, en donde se necesita viajar liviano y por lo tanto es imposible llevar una cantidad grande de repuestos. Suponiendo que una pieza quede fuera de servicio, solo debe enviar los datos técnicos o plano de dicha pieza, y la impresora 3D se encarga del resto, pues en poco tiempo moldea otra pieza similar de iguales características.

Actualmente para hacer piezas de revolución como por ejemplo un engranaje, se utiliza un torno mecánico y una fresa, en donde se coloca un trozo de materia virgen y mediante una herramienta se va retirando material (mientras gira) hasta obtener la pieza final. Si se quiere algo mas romántico puede asemejarse con el trabajo de un artista cuando esculpe una roca para lograr su obra final, como dijo Miguel Ángel, solo me dedicado a sacar lo que sobraba, cuando creó La Piedad.

En el caso de estas impresoras el sistema es inverso, se van sumando capas de material hasta obtener el producto requerido según las indicaciones del plano, de ahí que también se llama tecnología de manufactura aditiva.  Han generado tanto expectativas que ya en la Argentina ya hay al menos tres firmas que están fabricando y vendiendo sus propias impresoras 3D.

En realidad por extensión se sigue utilizando el término “impresión”, pero en realidad lo que se obtiene es un objeto de tres dimensiones, es decir que estás máquina crean cuerpos o volúmenes y el término impresión debería se reemplazado por otro mas adecuado, como por ejemplo: generar, crear, fabricar.

En mayo pasado un estudiante estadounidense  presentó Liberator, una pistola con 15 piezas compuestas por capas de plástico ABS, fabricadas en una impresora 3D. La restante pieza de hierro le da sentido al mecanismo, cuyo éxito se puede ver en video en Internet que busca generar conciencia en un país que aun se debate por la legalidad de la tenencia de armas de fuego. Apenas dos semanas después, la NASA anunció un proyecto de 100.000 euros, llamado Anjan Contractor, para profundizar el desarrollo para imprimir comida para sus astronautas.

En Argentina ya hay empresas dedicadas (Kikai Labs), a estudiar la aplicación de esta tecnología en los mas variados campos posibles, pero hay uno en que se tiene especial interés, cuya primera etapa podría decirse que ya está superada y consiste en crear (imprimir) prótesis para colocar en el cuerpo humano.

2.200. U$s es el precio promedio con que se pueden conseguir una impresora de este tipo para uso casero. Más allá del análisis sobre la ética de los derechos de autor, hoy se puede “imprimir” en un hogar una pieza averiada de una cafetera, o cualquier elemento de un artefacto hogareño. Los planos se descargarán desde Internet.

En traumatología ya experimentan con rodilla y caderas de titanio, mientras que entre los dentistas empieza a ser una práctica habitual reemplazar los moldes para las coronas o las placas de ortodoncia por la variante 3D, tanto en plástico como en cerámica. “Imprimir una prótesis no tiene mucha diferencia con imprimir un objeto de diseño, una silla o una mesa. En el fondo, es colocar material en una configuración determinada por el programa digital.

LA IMPRESORAS 3D Y LA “IMPRESIÓN” DE ÓRGANOS: El cirujano peruano Anthony Átala, Director del Instituto Wake Forestde Medicina Regenerativa, sorprendió al mundo científico el 3 de marzo de 2011, cuando presentó el primer riñón humano surgido en una tecnología de impresión 3D. No estamos hablando de un órgano de plástico, resina o aleaciones minerales, sino formado por células vivas.

Lejos de tratarse de una cruzada individual, hay toda una industria en ciernes en torno a labioimpresión. La empresa estadounidense Organovo fue la primera en comercializar una máquina, laNovo Gen MMX y un gigante del mercado farmacéutico mundial como Pfizer ha confiado en su capacidad para reproducir tejidos, cartílagos y hasta tumores. Similares avances se producen en Inglaterra (tejidos con capacidad para imitar nervios y transmitir señales eléctricas, en la Universidad de Oxford) y en Rusia (buscan la producción en masa de hígados y riñones, en Skolkovo).

La tecnología avanza sin siquiera dejar tiempo al posible debate bioético que se abre. “En el mundo hay una crisis enorme por la falta de órganos. Es un hecho que el hombre ahora vive más. La medicina ha hecho un esfuerzo para lograrlo y así estamos ahora. Pero también es cierto que a medida que envejecemos, lo mismo sucede con nuestros órganos, que empiezan a fallar.

Por lo tanto, no hay suficientes órganos para trasplantar y cubrir las necesidades de la gente. Es por eso que aparece en escena el campo de la medicina regenerativa”, expuso Átala en su mencionada conferencia, sin que surgieran voces para refutarlo.

Actualmente se vive una crisis de órganos para transplantar, pues la demanda se expande día a día, y no se alcanza a cubrir la necesidades de los afectados. Mediante esta tecnología, conocida como medicina regenerativa, se podrá conseguir órganos en corto plazo, creados a partir de una célula madre del paciente.

Las impresoras 3D constituyen uno de los mejores ejemplos de materialización de la revolución tecnológica esperada a partir de las tecnologías de convergencia, resultado de la interacción dinámica entre la nanotecnología, la biotecnología, la informática y la cognotecnología.

En las máquina se colocarán células madres, de origen embrionario, adecuadamente preparadas y se le dará la información necesaria para iniciar el proceso de creación de órgano deseado. Supongamos la necesidad de reparar una zona del cerebro dañada por un ACV.


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 En un cartucho podría colocar el preparado de células adultas y los factores necesarios para que luego en el tejido se conviertan en neuronas, en otro cartucho colocaría nanotubos de carbono para integrarlos al tejido de modo de favorecer la conducción nerviosa hasta que en sistema neuronal se consolide.

Además, la impresora 3D ocupará un lugar destacado en un contexto productivo en el cual se pretende reemplazar a las fábricas químicas consumidoras de combustibles fósiles por biofábricas transgénicas celulares, fotosintéticas y catalizadas por enzimas, basadas el la utilización de la ingeniería genética y de los 65 millones de genes conocidos en la actualidad para producir sustancias químicas en general, alimentos y biocombustibles.

“Imprimir un órgano es como construir un enorme rascacielos pero a nivel microscópico,
utilizando diferentes tipos de células y otros materiales, en lugar de vigas de acero, hormigón y vidrio.”
Makoto Nakamyra, bioingeniero de la Universidad de Toyama» Japón.

CÉLULAS MADRES: En muchas ocasiones las enfermedades diezman las células de un tejido (así sucede, por ejemplo, con la enfermedad de Huntington y el Alzheimer). Y hasta hace poco no se tenían esperanzas de poder recuperar esas vitales células perdidas. Las células madre, de las que tanto se habla últimamente, han cambiado esta triste situación, arrojando un informado rayo de esperanza. Para entender qué son las células madre hay que saber, en primer lugar, que muchas de las células —los «átomos» de la vida, de la humana  ciertamente (se conocen 216 tipos diferentes de células humanas)— del cuerpo sólo son capaces de reproducirse a sí mismas: una célula hepática, por ejemplo, sólo produce células hepáticas, pero nace a partir de una célula madre del embrión. Por eso actualmente se conserva la placenta del recién nacido a los efectos tener la posibilidad en el futuro de conseguir una célula madre en caso de se necesaria para fabricar un órgano determinado.

 

USO DE LAS IMPRESORA DE TECNOLOGÍA 3D
Objetos Se pueden crear y reproducir objetos en materiales plásticos con altísima resistencia y máxima precisión. Hay bases de datos privadas, como Thingiverse, con 36.000 diseños originales para descargar de Internet, así como también del otro lado se vislumbra un posible nuevo frente de conflictos por patentes y propiedad intelectual, como ocurre con la música y las películas. Asimismo, se reconfigura la relación del diseñador industrial con su creación, al mismo tiempo que se pueden “imprimir” objetos a gran escala como turbinas y edificios, entre otros.
Alimentos La empresa estadounidense Modern Meadowya avanzó sus investigaciones para generar una hamburguesa en base a células vivas generadas de manera artificial. De manera paralela, el proyecto de nutrición para astronautas que encara la NASA, mezclando componentes universales, abre un mundo nuevo en cuanto a la geometría de la comida: los sabores ya no tendrán que corresponder con las formas y colores que conocemos.
Medicina La impresión en materiales sintéticos abre posibilidades para prótesis traumatológicas y se usa desde hace rato en la odontología en los países avanzados. Hace dos años se presentó en sociedad el primer riñón impreso en base a células vivas, mientras se desarrollan investigaciones similares en EE.UU., Rusia e Inglaterra sobre la reproducción de tejidos y piel humanos.
Agro Más allá de la “facilidad” con la que se podrá generar comida, no se vislumbran cambios dramáticos en el sistema de producción agropecuario. En cambio, la progresiva impresión de objetos en materiales más allá del plástico les dará a pequeños productores la posibilidad de construirse sus propias máquinas y tractores. Un movimiento que se llama “ecología a código abierto”.

Un paradigma: medicina regenerativa o ingeniería de tejidos y el desarrollo de órganos artificiales más que una moda. Es a tendencia biomédica que extiende por el mundo. En Inglaterra, el bioingeniero Martín Wickham, del Instituto de Investigación Alimenta-, creó un estómago artificial capaz de simular la gestión humana: imita tanto las reacciones físicas como ; químicas que tienen lugar durante este proceso. La doctora Hung-Ching Liu de la Universidad de Cornell ultima los detalles del prototipo de un útero artificial donde un embrión humano pueda desarrollarse fuera del cuerpo de su madre. Y el profesor Jake Barralet de la Facultad de Odontología de la Universidad McGill en Montreal, Canadá, en cambio, es conocido por su obsesión por imprimir huesos.

1938: El biólogo francés Alexis Carrel publicó su libro El cultivo de los órganos, en el que ideó algunas de las mismas tecnologías utilizadas hoy para suturar vasos sanguíneos.

Años 90: El estadounidense Robert Langer hizo sus primeros aportes en el nuevo campo de la ingeniería de tejidos: creó piel humana para tratar a las víctimas de quemaduras, médula espinal para combatir parálisis, cartílagos y huesos artificiales.

1999: Se estrenó la película El hombre bicentenario. El protagonista -el robot Andrew (Robin Williams)- diseña prótesis de órganos para robots que también pueden ser utilizadas por seres humanos.

2001: Anthony Átala trasplantó con éxito en seres humanos vejigas sintéticas cultivadas en laboratorio.

2003: Thomas Boland, de la Universidad Clemson, modificó unas impresoras de chorro de tinta para imprimir proteínas con patrones especiales. “Este avance científico podría tener el mismo tipo de impacto que tuvo la imprenta de Gutenberg”, dijo en su momento su colega Vladimir Mironov.

2008: El biofísico Gabor Forgacs logró imprimir venas humanas a partir de células de pollo.

2011: Paolo Macchiarini, del Hospital Universitario Karolinska, en Suecia, implantó una tráquea sintética en un hombre con cáncer traqueal avanzado.

2025: En ese año se sitúa la película Repo Men (2010). Cuenta la historia de dos oficiales encargados de reclamar órganos artificiales que no han sido pagados por sus usuarios. Estas creaciones recuerdan a los artiforgs u órganos artificiales imaginados por Philip Dick en sus novelas Cantata-140 (1964) y Ubik (1969).

Fuente Consultada:
Basada en la Información de Revista “El Federal”
Todo lo que necesita saber sobre ciencia Federico Kurko





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