Anales de la RANM

176 A N A L E S R A N M R E V I S T A F U N D A D A E N 1 8 7 9 XENO-TRASPLANTE, BIO-IMPRESIÓN ADITIVA 3D Y MANIPULACIÓN GÉNICA García-Montero Blanco C An RANM. 2023;140(02):170 - 184 madre cardiacas-) que muestran las limitaciones de esta via terapéutica en el caso del corazón. Éstas incluyen una efectividad limitada al corto-medio plazo, inferior a los 5 años, falta de raigambre con tendencia a la emigración celular a otros órganos y escasa tasa de supervivencia in vivo . No obstante las barreras mencionadas, Li y col 27 . han propuesto ingeniosas soluciones en modelos murino y porcino. Para aumentar su especificidad, las células madre pueden marcarse con ferumoxitol , y provocar su atracción focal mediante un campo magnético externo. Y en cuanto a la tasa de supervivencia, las células pueden encapsularse en un hidrogel termosensible –ácido acrílico polisopro- pilacrilamida- con carga electronegativa, mejorando la retención celular, reduciendo su tasa de apoptosis y aportando factores angiogénicos. La inyección de cardiomiocitos y demás células no especializadas – fibroblastos, muscular liso, endotelio- en relación 1:1, parece producir sarcómeros más elongados, con mejor contractilidad y más semejantes a los cardio- miocitos humanos, según han demostrado Tiburcy y col 28 ., reforzando la idea de las iPSC como fuente celular válida. 2.2. Impresión aditiva 3D Historia y evolución El proyecto de “fabricar” un corazón en el labora- torio a partir de precursores celulares y sintéticos es el santo grial de la ingeniería tisular, de la mano de los avances en Biología celular, ciencia de Biomate- riales y la Ingeniería Mecánica. La impresión 3D, o Bioimpresión Aditiva 3D (BIA3D) es un proceso de bioingeniería que puede definirse como la produc- ción de estructuras mediante la transferencia de diseños por ordenador, para generar biomateriales con un patrón tridimensional 31 . La primera descripción de biofabricación por impresión aditiva fue en los años 80, y aplicable sobre todo a la industria aeroespacial, del automóvil y la construcción. La técnica fue aplicada al campo de la salud para la creación de modelos-guía en la separación de gemelos univitelinos y en la reparación quirúrgica de cardiopatías congénitas, y posterior- mente, en la fabricación de material protésico para reparación craneal y esternal. El gran avance de la BIA3D es consecuencia de los nuevos diseños por ordenador, capaces de convertir grandes bases de datos en un lenguaje reconocible por las bioimpre- soras de alta resolución, imprimiendo células vivas y materiales plásticos (fig. 3). Así, el paso de impresión 3D a BIA3D se basa en el reconocimiento de los tejidos como estructuras tridimensionales, con una arquitectura mixta de células y ECM que puede replicarse en el laboratorio. De hecho, los primeros trabajos de Boland 32 , basados en la biotinta celular, ya planteaban algunas de las cuestiones prácticas actuales, como la densidad celular óptima y las cualidades del hidrogel acompañante. Pronto surgiría el reto de bioimprimir órganos humanos, especialmente, el corazón. Son tres los pilares fundamentales de la BIA3D. En primer lugar, la íntima colaboración de ingenieros, cirujanos y biólogos en cada laboratorio, unidos en la resolución de complejos problemas técnicos y médicos. El 2º componente lo constituyen las células –cualquier tipo de células humanas- y biomate- riales –con las propiedades biomecánicas de la Fig. 3 . Representación esquemática de bi impresoras. Proceso de bioimpresión aditiva3D : las células (cardiacas, endoteliales, musculares lisas y, fibroblastos) y la matriz extracelular constituyen los filamentos de biotinta. Bioimpresora Bioimpresora de inyección Térmica Piezoeléctrica peezoelectrica Calen tador Acti va dor Bioimpresora de microextrusión Aire Pistón Tornillo Bioimpresora de laser Laser Scanner Lente Biotinta Mod. de Bioengineering 2021, 8, 133 y APL Bioeng . 2020 4, 010903 ( Paciente Células Biomaterial Biotinta BIA3D por extrusión Figura 3. Representación esquemática de bioimpresoras. Proceso de bioimpresión aditiva3D: las células (cardiacas, endoteliales, musculares lisas y, fibroblastos) y la matriz extracelular constituyen los filamentos de biotinta. Mod. de Bioengineering 2021, 8, 133 y APL Bioeng. 2020 4, 010903