En un experimento de prueba de concepto, investigadores australianos han utilizado un lápiz manual de impresión en 3D para dibujar células madre humanas formando patrones libres con muy altas tasas de supervivencia.
El dispositivo, desarrollado a partir de la colaboración entre investigadores del Centro ARC de Excelencia para Ciencia de Electromateriales (ACES) e investigadores y cirujanos ortopédicos del Hospital de San Vicente (Melbourne), está diseñado para permitir a los cirujanos esculpir implantes de cartílago personalizados durante la cirugía.
Usando una bio-tinta en hidrogel para transportar y dar soporte a las células madre humanas, y una fuente baja de luz para solidificar la tinta, el bolígrafo ofrece una tasa de supervivencia de las células por encima del 97%.
Las bioimpresoras 3D, explica ACES en una nota de prensa, tienen el potencial de revolucionar la ingeniería de tejidos -pueden utilizarse para imprimir células, capa por capa, para construir tejidos artificiales para su implantación.
Pero en algunas aplicaciones, como la reparación del cartílago, la geometría exacta de un implante no puede ser conocida con precisión antes de la cirugía. Esto hace que sea extremadamente difícil pre-preparar un implante de cartílago artificial.
El Biopen se sostiene en manos del cirujano, lo que permite a éste un control sin precedentes para tratar defectos llenándolos de andamios a medida.
Colaboración
El profesor Peter Choong, director de Ortopedia del Hospital de San Vicente, desarrolló el concepto con el director del ACES, Gordon Wallace.
«El desarrollo de este tipo de tecnología sólo es posible con la interacción entre los científicos y los médicos clínicos: éstos para identificar el problema y los científicos para desarrollar una solución», dice el profesor Choong.
El equipo diseñó el BioPen con las limitaciones prácticas de la cirugía en la mente y lo fabricó usando plástico y titanio médicos impresos en 3D. El dispositivo es pequeño, ligero, ergonómico y esterilizable. Una fuente de luz baja potencia se fija en el dispositivo y solidifica las tintas durante su dispensación.
«El proyecto de bio-bolígrado pone de relieve desafíos y oportunidades interesantes en la investigación multidisciplinaria. Cuando lo hagamos bien podemos hacer avances extraordinarios a un ritmo rápido», dice el profesor Wallace. El trabajo se publica la revista Biofabrication.
Referencia bibliográfica:
Cathal D O’Connell, Claudia Di Bella, Fletcher Thompson, Cheryl Augustine, Stephen Beirne, Rhys Cornock, Christopher J Richards, Johnson Chung, Sanjeev Gambhir, Zhilian Yue, Justin Bourke, Binbin Zhang, Adam Taylor, Anita Quigley, Robert Kapsa, Peter Choong, Gordon G Wallace: Development of the Biopen: a handheld device for surgical printing of adipose stem cells at a chondral wound site. Biofabrication (2016). DOI: 10.1088/1758-5090/8/1/015019.