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Futuro de los Trasplantes de Corazón a través de la Impresión 3D

El corazón humano es algo increíble, es el motor que nos permite actuar, pero a pesar de todos sus beneficios, no es el órgano más fiable o robusto. La enfermedad cardiaca es la causa principal de muerte en el mundo y el corazón es vulnerable a ataques cardiacos. Aún más preocupante, no es fácil de curar ni de regenerar fácilmente. Un órgano tan frágil y tan vital que a veces necesita ser reemplazado, pero los sustitutos son extremadamente difíciles de obtener. Sin embargo, gracias a la impresión en 3D, los trasplantes de corazón pueden llegar a ser mucho más seguros y fáciles.

Investigadores en el departamento de Biomateriales y Terapias Regenerativas de la Universidad Carnegie Mellon “bio-print” imprimen en 3D usando tejido humano para crear prótesis cardiacas funcionales que tienen el potencial de reparar o reemplazar un corazón defectuoso.

Al imprimir en 3D con proteínas como fibronectina, laminina y colágeno, los investigadores han construido una matriz extracelular (ECM), que es un tipo de andamiaje que utilizan para cultivar tejido. Dada la complejidad de la bioimpresión, esta es una hazaña increíble. Para empezar, la impresión en 3D utiliza materiales duros, mientras que la bioimpresión utiliza materiales blandos y frágiles. La otra dificultad es mantener estos materiales flexibles en su lugar y capas estratificadas durante el proceso de impresión. Para imprimir capa por capa, los investigadores inventaron la técnica FRESH (Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels), que consiste en imprimir materiales biológicos blandos en un gel de soporte que mantiene la estructura en su lugar. El gel de soporte se funde después de la impresión, liberando la estructura impresa en 3D.

En Suiza, un equipo de investigadores dirigido por Nicholas Cohrs está a punto de hacer realidad el sueño de imprimir corazones 3D. Los modelos tradicionales se fabrican a partir de piezas separadas, pero este equipo optó por imprimir su versión 3D para obtener un modelo más realista que les permite diseñar engranajes internos de silicona para imitar la función de bombeo de las válvulas. Este modelo es un hito en la historia de la impresión 3D, pero el producto todavía está lejos de ser un candidato viable para el trasplante. En su estado actual, el modelo sólo funciona un poco más de una hora, unos pocos miles de latidos, pero los investigadores están seguros de poder desarrollar modelos funcionales más sostenibles.

Las investigaciones realizadas en Carnegie Mellon y en Suiza revelan una tendencia sanitaria importante: el uso de modelos 3D para un mejor diagnóstico y recuperación. Dassault Systèmes es el catalizador de The Living Heart Project, que pretende crear modelos virtuales del corazón humano. El objetivo de The Living Heart Project es crear modelos en 3D con simulación virtual del corazón lo suficientemente realistas como para permitir a los investigadores y médicos aprender más sobre el órgano para desarrollar nuevas técnicas y tratamientos que respondan al gran número de defectos y enfermedades del corazón.

Todavía nos queda un largo camino por recorrer antes de lograr imprimir un corazón humano funcional en 3D. Sin embargo, la rapidez con la que los investigadores han sido capaces de innovar y progresar en la bioimpresión es ciertamente alentadora. La impresión 3D y la simulación virtual son el futuro del sector sanitario. La síntesis entre médicos e ingenieros en proyectos como estos salvará millones de vidas y allanará el camino para avances sin precedentes en tecnología médica.

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