Imagine un día en el que una bioimpresora llena con las propias células de un paciente se pueda llevar directamente a la cabecera de la cama para tratar heridas grandes o quemaduras imprimiendo la piel, capa por capa, para comenzar el proceso de curación. Ese día no está lejos.
Los científicos del Instituto Wake Forest para Medicina Regenerativa (WFIRM) han creado un sistema de bioimpresión de piel móvil, el primero de su tipo, que permite que la piel se imprima directamente en una herida.
«El aspecto único de esta tecnología es la movilidad del sistema y la capacidad de brindar manejo en el sitio de heridas extensas al escanearlas y medirlas para depositar las células directamente donde se necesitan para crear piel», dijo Sean Murphy, Doctor en Filosofía, un profesor asistente de WFIRM que fue el autor principal del artículo publicado este mes en la revista Nature’s Scientific Reports .
Afectando a millones de estadounidenses, las heridas crónicas, grandes o que no se curan, como las úlceras por presión diabética, son especialmente costosas porque a menudo requieren tratamientos múltiples. También se estima que las lesiones por quemaduras representan el 10-30 por ciento de las víctimas de combate en la guerra convencional para el personal militar.
Las células principales de la piel (fibroblastos dérmicos y queratinocitos epidérmicos) se aíslan fácilmente de una pequeña biopsia de tejido no lesionado y se expanden. Los fibroblastos son células que sintetizan la matriz extracelular y el colágeno que juegan un papel crítico en la curación de heridas, mientras que los queratinocitos son las células predominantes que se encuentran en la epidermis, la capa más externa de la piel.
Las células se mezclan en un hidrogel y se colocan en la impresora biológica. La tecnología de imágenes integrada que involucra un dispositivo que escanea la herida, alimenta los datos en el software para indicar a las cabezas de impresión qué celdas deben entregarse exactamente capa por capa. La bioprinter deposita las células directamente en la herida, replicando la estructura de la piel en capas y acelerando la formación de la estructura y función normal de la piel.
Los investigadores demostraron la prueba de concepto del sistema imprimiendo la piel directamente en modelos pre-clínicos.
El siguiente paso es realizar un ensayo clínico en humanos. Actualmente, los injertos de piel para tratar heridas y quemaduras son la técnica del «estándar de oro», pero la cobertura adecuada de las heridas suele ser un desafío, especialmente cuando existe una disponibilidad limitada de piel sana para la cosecha. Los injertos de piel de donantes son una opción, pero corren el riesgo de un rechazo inmune del injerto. Con el sistema de bioprinter WFIRM, los investigadores pudieron ver una nueva formación de piel hacia el exterior desde el centro de la herida y esto solo sucedió cuando se usaron las propias células del paciente, porque los tejidos fueron aceptados y no rechazados.
«La tecnología tiene el potencial de eliminar la necesidad de injertos de piel dolorosos que causan desfiguración adicional para los pacientes que sufren heridas grandes o quemaduras», dijo el director de WFIRM, Anthony Atala, MD , y coautor del artículo. «Una bioimpresora móvil que puede proporcionar un manejo en el sitio de heridas extensas podría ayudar a acelerar la prestación de atención y disminuir los costos para los pacientes podría ser un cambio de juego en la medicina y ahorrar miles de millones de dólares». «Si entrega las propias células del paciente, «Contribuyen activamente a la curación de heridas al organizarse desde el principio para iniciar el proceso de curación mucho más rápido», dijo James Yoo, MD, PhD , quien dirigió el equipo de investigación y coautor del artículo. «Si bien existen otros tipos de productos de curación de heridas disponibles para tratar las heridas y ayudarlas a cerrarse, en realidad estos productos no contribuyen directamente a la creación de la piel».
La investigación fue financiada por el Centro de Investigación de Tecnología Avanzada y Telemedicina y el Instituto de las Fuerzas Armadas. Para la Medicina Regenerativa. Los autores declaran no tener conflictos de intereses.
