Tintas humanas" para imprimir tejidos humanos en 3D
Bioimpresión 3D sin animales: el proyecto HU3DINKS reúne a empresas expertas
El objetivo de la biofabricación o bioimpresión 3D es crear construcciones tisulares para numerosas aplicaciones, como ensayos sin animales, detección de fármacos y medicina regenerativa. Un aspecto crucial de la tecnología es el uso de materiales adecuados para permitir la impresión 3D de células vivas, las llamadas biotintas. Estas "biotintas" deben sostener las células y mantenerlas vivas durante y después del proceso de impresión. En la actualidad, la mayoría de las biotintas proceden de materiales no humanos (de origen animal, como el colágeno o la gelatina). En cambio, el presente proyecto de investigación IraSME Human bioinks for 3D printing (HU3DINKS) pretende impulsar este campo mediante el desarrollo de biotintas basadas en tejidos humanos para múltiples tecnologías de bioimpresión 3D.
Impresión de estructuras con "tinta humana
© BIO INX
Los materiales más utilizados en bioimpresión 3D siguen siendo de origen animal, como la gelatina o el colágeno. De ahí que exista una enorme necesidad de alternativas sin animales, no sólo para sustituir las pruebas con animales, sino también para asemejarse más a los procesos y condiciones de los tejidos humanos. En este sentido, también se han explorado los polímeros sintéticos y, aunque varios de estos materiales son seguros para su uso en el cuerpo humano, estas opciones sintéticas son una simplificación excesiva de la compleja situación natural in vivo y no acortan totalmente la distancia entre los ensayos in vitro actuales y los modelos animales.
El proyecto HU3DINKS pretende superar estas limitaciones mediante el desarrollo de biotintas de tejido humano de alto rendimiento adecuadas para diferentes tecnologías de bioimpresión 3D, como la impresión por extrusión y la impresión por láser de alta resolución. Aunque ya existen en el mercado materiales comerciales derivados de tejido humano, su bioactividad y rendimiento de impresión siguen siendo deficientes. Por ello, el consorcio HU3DINKS pretende convertir los materiales derivados de tejidos humanos disponibles en el mercado en biotintas que puedan imprimirse de forma sencilla.
Entre las futuras aplicaciones de la biofabricación figuran la regeneración de tejidos humanos y la "impresión de órganos". "Sin embargo, aunque todavía hay que superar muchos obstáculos para convertir estas aplicaciones en una realidad clínica, la tecnología de bioimpresión ya ofrece soluciones en el campo de la experimentación sin animales. En este sentido, las 'tintas 3D humanas' pueden marcar una gran diferencia para que la bioimpresión sea realmente libre de animales", afirma Jasper Van Hoorick, director general de BIO INX.
Como resultado, los medicamentos o cosméticos pueden probarse en modelos de tejido humano impresos en 3D, que imitan mejor los tejidos nativos en 3D que las técnicas convencionales de cultivo celular en 2D. Este planteamiento está en consonancia con el principio 3R de reducir, sustituir y perfeccionar los animales utilizados con fines científicos.
Para lograr este objetivo, especialmente la bioimpresión de alta resolución basada en la polimerización de 2 fotones (2PP) puede ser crucial para llevar este campo al siguiente nivel, ya que es la única tecnología que permite imprimir con resolución subcelular, lo que hace posible imitar la complicada arquitectura microcelular. También es una de las únicas tecnologías que permiten la impresión directa dentro de chips microfluídicos para facilitar el cribado de fármacos. "La tecnología ha hecho enormes avances en cuanto a rendimiento, pero ahora está limitada principalmente por la ausencia de materiales biológicos de alto rendimiento. El proyecto HU3DINKS puede inducir un cambio de paradigma en este campo al imitar realmente el entorno celular humano tanto en términos de arquitectura como de composición". - (Markus Lunzer - Especialista en materiales de UpNano)
El proyecto se ha concedido en el marco de la iniciativa de actividades internacionales de investigación de pequeñas y medianas empresas (IraSME), cuyo objetivo es estimular las colaboraciones transfronterizas entre los países miembros. El consorcio HU3DINKS reúne a socios con una experiencia complementaria única de Bélgica (financiado por VLAIO) y Austria (financiado por FFG). THT Biomaterials (Viena, Austria) contribuirá con su experiencia única en materiales derivados de la placenta humana. BIO INX (Gante, Bélgica) es experta en el campo del desarrollo de biotintas para múltiples tecnologías de impresión y es responsable de convertir los materiales derivados de la placenta humana de THT Biomaterials en formulaciones imprimibles listas para usar para diferentes tecnologías de impresión. El proyecto también cuenta con el apoyo de Morphomed (Viena, Austria) y su tecnología de seda de grado médico, y UpNano (Viena, Austria), especialistas en el desarrollo de tecnologías de impresión bio 3D de alta resolución 2PP (bio). Además, el Instituto Ludwig Boltzmann de Traumatología (centro de investigación en cooperación con AUVA) se encargará de la validación biológica de las biotintas recién desarrolladas.
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