El Instituto de Investigación de Harvard desarrolla tecnología de corazón impreso en 3D, y los filamentos de corazón impresos pueden crecer por sí mismos
En el Informe de Evaluación de la Salud Global de 2019 publicado por la Organización Mundial de la Salud en diciembre de 2020, las enfermedades cardíacas han sido la principal causa de muerte en todo el mundo durante los últimos 20 años, y las enfermedades cardíacas han matado a más personas que nunca. Las muertes por enfermedades cardíacas han aumentado en más de 2 millones desde 2000, llegando a casi 9 millones en 2019.
▲ Imagen de: The Guardian Nigeria
Hay muchos pacientes gravemente enfermos que necesitan trasplantes de corazón, pero la espera siempre es demasiado larga y no es raro esperar más de seis meses o incluso antes de que se acabe la vida. Por lo tanto, necesitamos alternativas más eficientes al tejido cardíaco.
En 2017, un equipo de investigación de ETH Zurich usó tecnología de impresión 3D para crear un corazón de silicona artificial que late como un órgano del cuerpo humano, pero las pruebas en ese momento mostraron que solo podía durar de 30 a 45 minutos de uso.
▲ Imagen de: ETH Zürich
En 2019, los investigadores de la Universidad de Tel Aviv en Israel imprimieron con éxito el primer corazón en 3D utilizando biomateriales y células de pacientes. Aunque este es un corazón completo que incluye vasos sanguíneos y ventrículos, es solo del tamaño de un corazón de conejo.
▲ Imagen de: Universidad de Tel Aviv
La capacidad de regeneración del corazón en sí es limitada. Aunque estos corazones artificiales tienen ciertos logros, no pueden simular la estructura altamente estructurada y las funciones complejas del miocardio, y su papel en la restauración de la función cardíaca es naturalmente limitado.
Ahora, un equipo de Jennifer Lewis en el Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada de Harvard y la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard (SEAS) ha desarrollado un nuevo conjunto de técnicas de ingeniería del corazón.
▲ Imagen de: Instituto Wyss
Este enfoque es una mejora de la tecnología de bioimpresión SWIFT existente de Wyss, construida sobre la plataforma de bioimpresión 3D. La plataforma desarrollada por los investigadores tiene 1050 pozos individuales, cada uno con dos micropilares.
Se formaron bloques de construcción de órganos cardíacos (OBB) preensamblados utilizando cardiomiocitos derivados de células madre pluripotentes inducidos artificialmente (hiPSCs-CM), que luego se extrajeron de los micropilares y se usaron como materia prima para la fabricación de bioinks densos usando una impresora 3D durante el proceso de impresión Movimiento de la cabeza para una mayor alineación.
▲ Imagen de: Instituto Wyss
Después de las pruebas, los investigadores pudieron imprimir matrices intrincadas y variadas de láminas de tejido cardíaco alineadas que estaban organizadas y funcionaban como el miocardio humano real.
Para probar las características contráctiles de las estructuras cardíacas impresas, los investigadores también imprimieron "filamentos grandes" que conectan los dos pilares grandes y encontraron que la fuerza contráctil y la velocidad de contracción producida por los filamentos aumentaron durante 7 días, lo que indica que el corazón es delgado. Los filamentos continúan madurando hasta convertirse en verdaderos filamentos similares a músculos.
▲ Imagen de: Instituto Wyss
Esto significa que esta técnica puede simular con eficacia la disposición del sistema sistólico cardíaco en toda su jerarquía, desde las células individuales hasta el tejido cardíaco más grueso compuesto por múltiples capas, lo cual es importante para generar corazones funcionales para la terapia de reemplazo. utilizarse para generar más modelos de enfermedades fisiológicas.
Usando esta tecnología en el futuro, puede ser posible crear parches de miocardio altamente estructurados que coincidan con el sitio específico de un ataque al corazón en diferentes pacientes. Por ejemplo, los "agujeros" específicos del paciente en los corazones de los recién nacidos con defectos cardíacos congénitos podrían hacerse a medida para parches, y los parches podrían desarrollarse con el niño en lugar de tener que reemplazarlos a medida que el niño crece.
▲ Imagen de: Instituto Wyss
Aunque todavía queda un largo camino por recorrer antes de la realización de la impresión 3D de un corazón completamente funcional y completo, la aparición de esta tecnología ya es un gran progreso, y puede que no esté lejos del día en que sea difícil deshacerse de él. el "corazón médico".
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