Bioimpresión y sus aplicaciones
Bioimpresión se ha convertido en uno de los principales y más atractivos campos de investigación dentro de la impresión 3D.
La impresión 3D hace referencia a todas aquellas tecnologías que utilizan un proceso de unión de materiales, generalmente mediante el proceso capa tras capa, con la finalidad de hacer objetos a partir de datos descritos en un modelo 3D digital. La impresión de órganos en 3D está aún en fase de investigación y desarrollo, pero ya se han logrado importantes resultados en el ámbito del laboratorio que pronostican un futuro muy esperanzador.
Además, también se utiliza cada vez más en sectores como la ingeniería, la arquitectura, el arte, la moda o la investigación espacial.
¿Qué es la bioimpresión y cuál es la causa de su origen?
La bioimpresora 3D es una evolución tecnológica de las impresoras 3D convencionales.
Se trata de una forma de impresión 3D que consigue construir estructuras biológicas a partir de un material llamado “biotintas”, las cuales están fabricadas a partir de células madres. Con la bioimpresión se consigue, mediante un sistema de adición de capas, producir materiales biológicos como piel, tejidos e incluso órganos (riñones, corazones e hígados).
Básicamente lo que se hace es adaptar los procesos de impresión, empleando un tipo de boquillas especiales y una biotinta realizada con material biológico en lugar de los filamentos plásticos típicos.
El objetivo principal de la bioimpresión es replicar el tejido y el material exactos, para su posterior trasplante en seres humanos. Una de las principales ventajas es el empleo de las células del paciente para llevar a cabo todo el proceso. Gracias a estas células se puede imprimir tejidos y órganos personalizados a las necesidades de cada paciente, aunque aún no se ha sido capaz de evaluar si el cuerpo lo aceptará o no.
A continuación, explicamos algunas de las formas de bioimpresión que están dando mejores resultados.
Formas de bioimpresión que ofrecen los mejores resultados
Bioimpresión por inyección de tinta
Es la técnica más parecida a una impresora común de tinta. Las máquinas existentes de tecnología de impresión D3 FDM sufren un proceso de modificación para que puedan utilizar material biológico en lugar de filamentos normales. Con la impresora modificada se depositan sucesivas capas de biotintas sobre un sustrato o placa de cultivo. Esta tecnología cuenta con dos métodos: el piezoeléctrico y los térmicos.
Las diferencias están en que el método térmico trabaja con un sistema de calefacción que genera burbujas de aire. Al explotar, proporcionan la presión suficiente como para lograr expulsar gotas de biotinta.
Por el contrario, el método de la piezoeléctrica no genera presión a través del calor, sino que utiliza la carga eléctrica de un material sólido para ello. La principal desventaja de este método es que puede ocasionar daños a la membrana celular si se usa frecuentemente.
Bioimpresión por extrusión
Las biotintas son extruidas mediante un pistón que se mueve sobre un sustrato y que van conformando con agujas un modelo 3D. Añadiendo capa a capa se consigue una construcción biológica tridimensional. Las ventajas que tiene esta técnica son:
- Se puede procesar a temperatura ambiente;
- pueden incorporar células directamente en el proceso;
- realiza una distribución homogénea de las células.
Bioimpresión 3D asistida por láser
Mediante un láser se consigue colocar los biomateriales en un receptor. Se utiliza un láser como fuente de energía, una cinta cubierta con materiales biológicos y un receptor. El láser hace que los materiales biológicos se conviertan en vapor, que se deposita en forma de gotas en el receptor.
Una de las principales ventajas de este tipo de impresión es su precisión y la falta de contacto, lo que resulta de vital importancia para evitar contaminar el resultado.
Bioimpresión por ondas acústicas
Este tipo de impresión surgió por el deseo de los investigadores de desarrollar un método de fabricación que no fuese dependiente de las propiedades físicas del líquido. Su desarrollo consigue la creación de gotas de tamaño controlado, gracias a la manipulación de las ondas y a partir de fluidos viscosos.
El resonador acústico creado tiene la capacidad de amplificar un ultrasonido en una boquilla de impresión, aumentando 100 veces la tensión de una fuerza.
