Los científicos de Harvard hacen un 3D

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La tecnología de impresión 3D ya está cambiando la forma en que producimos las cosas. Al abrir un mundo de posibilidades ilimitadas, ahora tenemos el edificio impreso en 3D más grande de Florida e incluso una réplica impresa en 3D del Lamborghini Aventador SV.

En el campo de la medicina, en los últimos años los científicos han creado partes de estructuras cardíacas impresas en 3D e incluso modelos de corazón humano bioimpresos en 3D de tamaño completo, lo que supone un gran impulso en el esfuerzo por encontrar nuevos tratamientos para las enfermedades cardíacas, un importante avance causa de muerte en los EE. UU.

Y ahora, según un nuevo artículo publicado, investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) John A. Paulson de Harvard desarrollaron una nueva tinta de hidrogel que contiene fibras de gelatina y la utilizaron para imprimir en 3D una cámara cardíaca funcional que imita cómo funciona un corazón. el corazón humano late.

La tinta de gel con infusión de fibra (FIG) permite que las células del músculo cardíaco impresas en 3D se alineen y latan en coordinación como la cámara del corazón humano. El objetivo inmediato de los investigadores es descubrir nuevas terapias para las enfermedades cardíacas, mientras que el plan a largo plazo es fabricar tejidos implantables.

Al explicar cómo la tecnología de impresión 3D hasta el momento no ha podido lograr la alineación de las células cardiomiocitos responsables de la contracción del corazón, el primer autor del artículo, Suji Choi, dijo: "La gente ha estado tratando de replicar estructuras de órganos y "Funciona para probar la seguridad y eficacia de los medicamentos como una forma de predecir lo que podría suceder en el entorno clínico".

“La tinta FIG es capaz de fluir a través de la boquilla de impresión pero, una vez impresa la estructura, mantiene su forma 3D. Gracias a esas propiedades, descubrí que es posible imprimir una estructura similar a un ventrículo y otras formas complejas en 3D sin utilizar materiales de soporte o andamios adicionales”, añadió Choi.

Choi explica que la parte más desafiante del proceso fue mantener la proporción deseada entre fibras e hidrogel en la tinta. Una vez logrado esto, aplicó estimulación eléctrica a estructuras impresas en 3D hechas con tinta FIG, lo que desencadenó una onda coordinada de contracciones.

"Fue muy emocionante ver cómo la cámara bombeaba de forma similar a cómo bombean los ventrículos del corazón real", dijo Choi.

El equipo espera que la tinta FIG se utilice para construir válvulas cardíacas en miniatura de dos cámaras.

El estudio fue publicado en Materiales de la naturaleza.

Resumen del estudio:

Los hidrogeles son materiales atractivos para la ingeniería de tejidos, pero los esfuerzos hasta la fecha han demostrado una capacidad limitada para producir las características microestructurales necesarias para promover la autoorganización celular en modelos jerárquicos de órganos tridimensionales (3D). Aquí desarrollamos una tinta de hidrogel que contiene fibras de gelatina prefabricadas para imprimir estructuras 3D a nivel de órganos que recapitulan la organización intra e intercelular del corazón. La adición de fibras de gelatina prefabricadas a los hidrogeles permite adaptar la reología de la tinta, lo que permite una transición sol-gel controlada para lograr una impresión precisa de estructuras 3D independientes sin materiales de soporte adicionales. La alineación de fibras inducida por cizallamiento durante la extrusión de tinta proporciona señales geométricas a microescala que promueven la autoorganización de cardiomiocitos humanos cultivados en tejidos musculares anisotrópicos in vitro. El modelo in vitro de ventrículo impreso en 3D resultante exhibió propiedades electrofisiológicas y contráctiles anisotrópicas biomiméticas.