Tejidos multicapa bioimpresos para la reconstrucción facial
La reconstrucción facial puede beneficiar a personas cuyos rasgos han quedado alterados por accidentes, enfermedades o actos de violencia. El procedimiento suele implicar injertos de tejidos muy complejos, cuya producción supone un reto incluso para los expertos en ingeniería. Uno de los principales problemas es garantizar que estos tejidos tengan el suficiente riego sanguíneo. La mayoría de los tejidos del cuerpo humano dependen de una compleja jerarquía de estructuras vasculares para nutrir las células y eliminar desechos. Los trasplantes deben contar con suficientes arterias, venas y capilares para garantizar el intercambio necesario de gases y nutrientes, de modo que el tejido sea aceptado por el organismo y pueda sobrevivir. «El reto consiste en crear una vasculatura multiescala totalmente integrada en el tejido y capaz de nutrirlo», explica Shulamit Levenberg(se abrirá en una nueva ventana), profesora titular en Technion – Instituto Tecnológico de Israel. A lo que agrega: «Sin la vascularización, el tejido no recibirá oxígeno ni nutrientes, y las células morirán». Aunque ya se ha demostrado la recreación de elementos faciales como el hueso, la piel y el músculo, hasta ahora no se han logrado tejidos blandos compuestos que integren las distintas capas faciales. En el proyecto VesselNet(se abrirá en una nueva ventana), financiado por el Consejo Europeo de Investigación(se abrirá en una nueva ventana), Levenberg y sus colaboradores trabajaron para optimizar un método que supere las dificultades del tejido facial compuesto. Este método permite crear la red vascular «in vitro» antes del trasplante, lo que posibilita obtener tejidos más gruesos y con mayores probabilidades de éxito una vez implantados.
Bioimpresión de tejido compuesto
En el marco del proyecto, el equipo desarrolló una técnica que consiste en bioimprimir el tejido de modo que, antes del trasplante, ya cuente con vasos sanguíneos. Esto incluye vasos de gran calibre que pueden conectarse a arterias y venas, así como una red de capilares interconectada con estos vasos mayores. El objetivo era crear una red vascular funcional «in vitro», desarrollar tejidos compuestos gruesos e integrarlos para la reconstrucción de defectos faciales.
Desarrollo de un sistema vascular multicapa
Los investigadores lograron bioimprimir tejidos blandos multicapa y tejido óseo con una vasculatura multiescala que funciona en condiciones de flujo continuo. Los resultados del proyecto se publicaron en diferentes revistas con revisión por pares. El nuevo sistema vascular multicapa utiliza distintos polímeros con forma de vasos sanguíneos, dispuestos de manera jerárquica. Los tejidos vivos con capilares se crearon dentro de una biotinta de colágeno humano, y estos capilares se conectan con brotes vasculares que emergen de los vasos de mayor calibre. La estructura del sistema permite un flujo sanguíneo continuo en todo el tejido. A continuación, se pudieron utilizar estos tejidos en modelos animales para reparar grandes defectos en hueso, músculo y tejido adiposo. «Llevamos a cabo experimentos en animales pequeños y grandes como parte de estudios preclínicos», comenta Levenberg, coordinadora del proyecto VesselNet. El enfoque VesselNet podría, en el futuro, permitir la creación de tejidos cultivados en laboratorio a medida, capaces de resolver problemas específicos de cada paciente.
Avances en cirugía reconstructiva
Los tejidos compuestos gruesos creados mediante VesselNet podrían tener una gran repercusión en la cirugía reconstructiva. Tanto el proceso como el producto también contribuirán a mejorar la comprensión de los mecanismos de la organización tisular. El equipo espera ahora avanzar en la investigación y está buscando financiación para dar el paso hacia los ensayos clínicos. El objetivo final es reparar grandes defectos en tejidos humanos tras lesiones, traumatismos o cirugías que impliquen la extirpación de tejido canceroso. «Seguimos optimizando los procedimientos, incluyendo nuevos métodos de impresión y biorreactores mejorados para el crecimiento del tejido, y esperamos avanzar hacia ensayos clínicos lo antes posible», concluye Levenberg.
