Creación de tejido bioartificial funcional
El desarrollo de tejidos biofuncionales que imitan la piel humana requiere un suministro vascular para garantizar una nutrición y suministro de oxígeno a las células que sean adecuados. El proyecto ARTIVASC 3D (Artificial vascularized scaffolds for 3D-tissue-regeneration), apoyado por la UE, proporcionó tejido bioartificial totalmente vascularizado que contiene capas de grasa, dérmicas y epidérmicas. Los investigadores usaron distintas técnicas de ingeniería, como la impresión a microescala, la polimerización multifotónica a nanoescala y el electrohilado, para generar armazones y vasos sanguíneos. Todo ello, sumado al estudio de la modificación de superficies bioquímicas y el cultivo de células complejas, da paso al desarrollo de prototipos adecuados basados en tecnología de fabricación estandarizada y automatizada. Al inicio del proyecto se estableció una hoja de especificaciones para andamiaje vascular y se definió en cuanto al ensamblaje del material, el biorreactor y el andamio. Después de ensayar más de cuarenta formulaciones, se seleccionaron algunos materiales basándose en su biocompatibilidad, elasticidad y viscosidad. Se ejecutaron ensayos de citocompatibilidad con dieciocho materiales distintos y al menos uno de cada grupo superó los ensayos de citotoxicidad. Los miembros del proyecto desarrollaron un banco de pruebas de difusión para modelar y optimizar andamios de hidrogel. El diseño y la optimización del sistema vascular artificial en tres dimensiones se basaron en simulaciones de dinámica de fluidos computacional y diseño animado por ordenador automático. En paralelo, los socios del proyecto crearon una técnica de electrohilado inverso con la que producir una malla más densa en menos tiempo. Distintos ensayos en los que se combinaron hidrogel y materiales electrohilados dieron como resultado características de adhesión y manejo mejores. Los experimentos en modelos murinos mostraron que es posible incorporar células vasculares y adiposas en el armazón artificial. Se generaron esferoides celulares en tres dimensiones de preadipocitos y métodos de biofuncionalización. Los socios demostraron que este modelo de tejido artificial de tres capas poseía características que se asemejaban a las del tejido natural. En los experimentos finales del proyecto, las estructuras vasculares ramificadas se incluyeron satisfactoriamente en tejido graso y las células circundantes sobrevivieron durante varios días. Los logros de este proyecto acercan la bioingeniería a la creación de andamios artificiales vascularizados y funcionalizados que imitan la piel natural. Ello resultará de gran provecho para las industrias médica y farmacéutica al respetar las directivas europeas encaminadas a reducir o sustituir los ensayos con animales por métodos alternativos.
Palabras clave
Tejido bioartificial, vascularización, ARTIVASC 3D, andamio vascular, modelo tisular en tres capas
