Los laboratorios de la Universidad Tecnológica de Zúrich se asemejan al escenario de una película futurista. Entre microscopios, tubos de ensayo y balones de destilación, los jóvenes investigadores del Instituto de Ciencias de Salud y Tecnología desarrollan lo que para todos es el futuro, pero para ellos el presente.  

Un nuevo elemento se une a los clásicos instrumentos de trabajo: impresoras en 3D, con ellas los investigadores tienen la posibilidad de reproducir partes del cuerpo que contienen cartílago. Es uno de los avances que hacen cada vez más cercana la medicina personalizada.  

“Imaginemos que en un accidente una persona pierde parte de su nariz. Actualmente la cirugía reconstructiva utiliza otras partes del cuerpo para reimplantarlas en donde sea necesario. Con esta tecnología es posible reconstruirla utilizando los moldes del paciente e imprimir una que sea exacta a la original”, explica Matti Kesti, investigador finlandés encargado de desarrollar la ‘tinta’ que se utiliza en este tipo de impresiones.

Y no solo en partes visibles del cuerpo como narices u orejas. “Pensemos en los deportistas que tienen problemas de meniscos. Con esta tecnología es posible que se realicen transplantes de manera efectiva, rápida y precisa”, dice. Dependiendo del tamaño, la impresión dura solo unos minutos. La oreja de un niño de dos años toma aproximadamente 10 minutos.  

Esta biotinta está en etapa de desarrollo e investigación. Las impresoras 3D existen hace unos 20 años, pero lo realmente complejo es el material que se utiliza para la impresión, el verdadero reto es crear la biotinta. “Se necesitan años de investigación hasta que se sepa con seguridad que estos órganos impresos pueden ser utilizados en un quirófano”, dice. Sin embargo, están por el buen camino y seguramente estos transplantes de órganos cartilaginosos podrían empezar a realizarse en unos 5 años.  

Kesti lleva tres años desarrollando los materiales que deben ser utilizados en las impresoras. “Las células del cartílago son removidas a través de una biopsia y cultivadas en el laboratorio. Luego se mezclan con un biopolímero (materiales sintéticos con la particularidad de ser biocompatibles con el ser humano) y utilizando un molde son impresas en 3D para finalmente ser transplantadas”, aclara.  

Es decir, ‘la tinta’ está hecha de cartílago de células de seres humanos y un material sintético que sirve como estructura. Es importante que la tinta sea moldeable. Que tenga la textura y forma para poder ser utilizada.  

Si hay confianza o no en este método, es algo que se verá en el momento de implantarlo en las clínicas, pero los investigadores se muestran muy optimistas. “Siempre es difícil implementar una nueva tecnología. Existe un riesgo cuando se transplanta un material en un cuerpo humano, pero nos hemos esforzado en utilizar productos que se usan en las clínicas, por lo que no esperamos una reacción a la tecnología. El riesgo es más bien ver la estabilidad de esos materiales a largo plazo, en el tiempo”, aclara.  

En China y otros países van un paso más adelante. Estudian la posibilidad de imprimir órganos enteros, como los riñones, pero hasta ahora no han sido capaces de reproducir vasos sanguíneos ni células nerviosas.

DATOS

La impresión 3D en el campo de la salud no es exclusividad de los científicos suizos. En Estados Unidos crearon pequeñas férulas para niños con problemas respiratorios.

Los dispositivos desarrollados con impresión en 3D y tecnología láser fueron implantados con éxito a tres bebés en un hospital estadounidense que se recuperaban de infecciones y operaciones.

El año pasado, según la consultora Canalys, se consiguieron mover, concretamente, $ 3.300 millones en concepto de máquinas de impresión en 3 dimensiones, destinadas para el campo de la medicina.

A pesar de su utilidad, un reciente estudio llevado a cabo por un grupo de investigadores de la Universidad de California en Riverside revela que algunas de las piezas producidas por impresoras 3D comerciales son altamente tóxicas e incluso mortales.Ante la pregunta de si se podrán fabricar órganos enteros en 3D, Kesti piensa que seguramente en unos 20 años será posible. “Es muy complicado trabajar con órganos que tienen muchas funciones complejas, es por esto que la ventaja de utilizar cartílago radica en que se trata, ante todo, de un material estructural y ese es el único criterio que deben cumplir o reproducir”, dice. El problema de los cartílagos es que como no tienen nervios ni venas que transporten los nutrientes necesarios para que puedan curar naturalmente, “si pierdes un cartílago, lo perdiste. Por eso es que la reconstrucción de los cartílagos es importante”, añade este investigador finlandés.  

La bioimpresión desarrollada en la Escuela Politécnica de Zúrich tiene amplias posibilidades en la producción masiva. Los primeros ensayos con animales están programados para este año.  

Los robots son cosa del pasado

La impresión 3D nació en el laboratorio de un científico llamado Charles “Chuck” Hull en los años 80,  quien trabajaba en herramientas para la ingeniería. Hoy, Chuck descarta que lo llamen futurista, a pesar de que su invento podría cambiar diversos campos, como la salud.  

Para Skylar Tibbits, un científico del MIT, las nuevas tecnologías llevan a los usuarios directo al “constrúyelo tú mismo”.

Pero no se trata de batallar con un manual de instrucciones rodeado de piezas y tornillos. Tibbits quiere decir ‘constrúyelo tú mismo’ en el sentido de que la cama, o lo que sea se ensamble a sí misma.

Tibbits salta de la impresión en 3D a la 4D. Si las impresoras 3D pueden producir objetos tridimensionales (incluyendo en el campo de la medicina) con solo tocar un botón, 4D significa que pueden luego transformarse u organizarse de maneras útiles. A diferencia de los robots, estos materiales no están computadorizados y no requieren de electricidad. Reaccionan a fuerzas ordinarias como presión o calor o agua y cambian, pero son pensados por los científicos para que cambien de forma de una manera predeterminada.

Por ejemplo, un zapato o un neumático mojado pueden cambiar para tener mejor adhesión, y regresar a la normalidad cuando se secan. El laboratorio de ‘constrúyelo tú mismo’ de Tibbits en el MIT estudia si esta tecnología puede ser aplicada a objetos mucho más grandes, incluso en la construcción.

Y con cada nueva revolución llegan nuevos riesgos de que la tecnología caiga en las manos equivocadas, por ejemplo de criminales o de gobiernos represores. Los científicos creen que no ocurrirá nada parecido como Manhattan Project, que inventaron las armas nucleares usadas por Estados Unidos contra Japón en 1945. (I)