La piel impresa sustituirá a la experimentación animal
Modelos de piel con células vivas
Un equipo de investigación de la Universidad Técnica de Graz y el Instituto de Tecnología de Vellore (India) está desarrollando una imitación de piel impresa en 3D equipada con células vivas para probar nanopartículas de cosméticos sin ensayos con animales.
La Directiva 2010/63/UE estableció restricciones a los ensayos con animales para la experimentación de cosméticos y sus ingredientes en toda la UE. Por ello, hay una intensa búsqueda de alternativas para probar la absorción y toxicidad de las nanopartículas de cosméticos como las cremas solares. Un equipo de investigadores de la Universidad Tecnológica de Graz (TU Graz) y del Instituto Tecnológico de Vellore (VIT), en la India, trabaja en el desarrollo de imitaciones de piel que imiten la estructura tisular tricapa nativa y la biomecánica de la piel humana. Estas imitaciones pueden fabricarse mediante impresión 3D y consisten en formulaciones de hidrogel que se imprimen junto con células vivas. Los primeros modelos de piel ya están listos para los ensayos con nanopartículas.
Hidrogeles en los que sobreviven y crecen células cutáneas
"Los hidrogeles para nuestra imitación de piel a partir de la impresora 3D tienen que cumplir una serie de requisitos", afirma Karin Stana Kleinschek, del Instituto de Química y Tecnología de Sistemas Biobasados de la Universidad Técnica de Graz. "Los hidrogeles deben ser capaces de interactuar con células cutáneas vivas. Estas células no sólo tienen que sobrevivir, sino también ser capaces de crecer y multiplicarse". El punto de partida de las estructuras estables e imprimibles en 3D son las formulaciones de hidrogeles desarrolladas en la TU Graz. Los hidrogeles se caracterizan por su alto contenido en agua, que crea las condiciones ideales para la integración y el crecimiento de las células. Sin embargo, el alto contenido de agua también requiere métodos para la estabilización mecánica y química de las impresiones 3D.
La Universidad Técnica de Graz trabaja intensamente en métodos de reticulación para la estabilización. Lo ideal sería que, siguiendo el ejemplo de la naturaleza, la reticulación tuviera lugar en condiciones muy suaves y sin utilizar productos químicos citotóxicos. Una vez conseguida la estabilización, los socios de cooperación de la India comprueban la resistencia y toxicidad de las impresiones 3D en cultivos celulares. Sólo cuando las células cutáneas del hidrogel sobreviven en el cultivo celular durante dos o tres semanas y desarrollan tejido cutáneo puede hablarse de una imitación de piel. Esta imitación de la piel puede utilizarse después para otras pruebas celulares con cosméticos.
Pruebas con éxito
Las primeras pruebas de hidrogeles impresos en 3D en cultivos celulares tuvieron mucho éxito. Los materiales reticulados no son citotóxicos y son mecánicamente estables. "En el siguiente paso, los modelos impresos en 3D (imitaciones de piel) se utilizarán para probar nanopartículas", explica Karin Stana Kleinschek. "Se trata de un éxito de la investigación complementaria de la TU Graz y el VIT. Nuestros muchos años de experiencia en el campo de la investigación de materiales para imitaciones de tejidos y la experiencia del VIT en biología molecular y celular se han complementado a la perfección. Ahora trabajamos juntos para seguir optimizando las formulaciones de hidrogel y validar su utilidad como sustituto de los experimentos con animales."
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