Latidos del músculo del corazón impresos en 3D

22 de agosto de 2023 Conn Hastings Cirugía cardíaca, Cardiología, Materiales, Medicina

Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard han desarrollado una técnica que les permite imprimir en 3D un ventrículo cardíaco, que luego puede seguir latiendo rítmicamente. La tecnología podría permitir a los investigadores crear modelos de corazón para probar nuevos fármacos cardíacos e incluso podría allanar el camino para componentes cardíacos totalmente implantables. El método implica el uso de hilado rotatorio para crear pequeñas fibras que luego se infunden en una tinta de hidrogel imprimible. Cuando se imprime en 3D, esta tinta conserva su estructura impresa y los cardiomiocitos que contiene se alinean en la dirección de las fibras incluidas. Cuando se estimula con electricidad, la estructura late según la orientación de las fibras, lo que brinda a los investigadores un gran control sobre su comportamiento. La técnica podría desbloquear modelos cardíacos más avanzados para pruebas de drogas y también podría permitir la medicina personalizada para pacientes cardíacos.

La bioingeniería ofrece un enorme potencial para reemplazar tejidos enfermos, pero un buen beneficio adicional a medida que avanzamos hacia la capacidad de recapitular con precisión dichos tejidos en el laboratorio es la creación de modelos in vitro avanzados para pruebas de fármacos y medicina personalizada. Los pacientes cardíacos están preparados para beneficiarse de estos avances con esta última tecnología, que utiliza tinta de gel con infusión de fibra (FIG) como medio para la impresión 3D de componentes cardíacos.

"La gente ha estado tratando de replicar estructuras y funciones de órganos para probar la seguridad y eficacia de los medicamentos como una forma de predecir lo que podría suceder en el entorno clínico", dijo Suji Choi, investigador involucrado en el estudio. "Este concepto es ampliamente aplicable: podemos utilizar nuestra técnica de hilado de fibras para producir fibras de manera confiable en las longitudes y formas que queramos".

El enfoque implica primero el uso de hilado giratorio para crear finas fibras de gelatina, que es algo similar a la forma en que se crea el algodón de azúcar. Un investigador postdoctoral involucrado en el proyecto llamado Luke MacQueen tuvo la idea de que infundir tales fibras en una tinta de hidrogel imprimible podría ayudarla a mantener su forma después de la impresión.

"Cuando Luke desarrolló este concepto, la visión era ampliar la gama de escalas espaciales que se podían imprimir con impresoras 3D dejando caer el fondo fuera de los límites inferiores, llevándolo hasta la escala nanométrica", dijo Kit Parker, un investigador involucrado. en el estudio. "La ventaja de producir fibras con hilado por chorro rotatorio en lugar de electrohilado es que podemos utilizar proteínas que de otro modo serían degradadas por los campos eléctricos del electrohilado".

Una vez impresos, los cardiomiocitos dentro del gel se alinean a lo largo de las fibras y laten en esa orientación una vez estimulados con electricidad.

Estudio en la revista Nature Materials: Los andamios de gel con infusión de fibra guían la alineación de los cardiomiocitos en ventrículos impresos en 3D

Vía: Harvard

Conn Hastings

Conn Hastings recibió un doctorado del Royal College of Surgeons de Irlanda por su trabajo en la administración de fármacos, investigando el potencial de los hidrogeles inyectables para administrar células, fármacos y nanopartículas en el tratamiento del cáncer y las enfermedades cardiovasculares. Después de obtener su doctorado y completar un año de investigación postdoctoral, Conn siguió una carrera en publicaciones académicas, antes de convertirse en escritor y editor científico a tiempo completo, combinando su experiencia en las ciencias biomédicas con su pasión por la comunicación escrita.