La impresión 3D más allá del plástico

Las impresoras 3D son mucho más que un pequeño aparato con el que fabricar piezas plásticas de decoración. Lo interesante de esta tecnología es el concepto, que permite crear un objeto en tres dimensiones (alto, ancho y largo) con la configuración que desee el diseñador. Esta disposición de los materiales ofrece unaversatilidad nunca antes vista a la hora de crear obras con materiales de todo tipo. Gracias a las impresoras se reduce el tiempo necesario para crear las obras, así como los costes. Muchos sectores están comenzando a ver el potencial de esta tecnología y, por tanto a adoptar medidas para su implantación.

Impresión 3D en biotecnología

La impresión 3D de tejidos es un campo que está aportando grandes avances en el estudio de la fisiología de nuestro organismo y tiene el potencial para reducir al mínimo el uso de animales de laboratorio. Estas impresoras 3D son capaces de colocar cultivos de células en posiciones muy concretas para tratar de replicar los órganos del cuerpo, lo que ofrece una mayor fidelidad a la hora de realizar ensayos de todo tipo.

Tradicionalmente, cuando se cultivan células de tejidos sólidos para probar un fármaco se cultivan en unos recipientes denominados placas Petri. Estas placas tienen forma circular y normalmente tienen el tamaño aproximado de la palma de la mano. Ahí, las células se adhieren al fondo y crecen en dos dimensiones, a lo ancho y a lo largo hasta cubrir la superficie. Si se necesita probar la toxicidad de un nuevo medicamento en ese tipo concreto de célula para tratar de averiguar cuales son las dosis seguras y adecuadas, estas pruebas son suficientes, pero para tratar de averiguar otros mecanismos, como puede ser la penetración en el tejido, o su circulación en el organismo, se quedan muy cortos, por ello se emplean animales. Es aquí donde los cultivos 3D pueden tener mucho que decir.

Una nueva dimensión

En los cultivos 3D se emplea una estructura biocompatible que sujeta las células a lo alto. Estas estructuras son muy distintas entre ellas dependiendo lo que se quiera estudiar. Además, empleando células de diferentes tipos se pueden crear estructuras más similares a los órganos del cuerpo. La idea de simular los órganos es poder detectar los problemas que pueden tener los compuestos farmacológicos durante sus fases de desarrollo, antes del empleo de otros organismos, para así minimizar efectos indeseados. Esta tecnología se está adentrando cada vez más en el mundo de la investigación, aunque su objetivo último es mucho más ambicioso.

Crear órganos en el laboratorio podría ser una realidad en un futuro, aunque todavía queda mucha investigación al respecto. La bioimpresión funcional significaría conseguir uno de los santos griales de la medicina: órganos para trasplante universales. Empleando células madre del propio paciente podrían cultivarlas y diferenciarlas en el tipo celular concreto del órgano afectado. Una vez tuviesen células suficientes de cada tipo, la idea es adherirlas a una matriz que tenga la forma del órgano de forma ordenada. Por supuesto, esto todavía es ciencia ficción, aunque hay avances muy interesantes en la búsqueda de estos órganos compatibles para todos.

Impresión 3D en alimentación

Otro de los campos interesantes para la impresión 3D es la alimentación. La disposición de diferentes compuestos en los alimentos puede aportar texturas novedosas. El empleo de aglutinantes permite crear alimentos especiales para las personas que sufren de trastornos a la hora de tragar, o disfagia. En estos casos, las impresoras 3D pueden ayudar a la hora del modelado de formas que ayuden en el proceso de deglución.

Colocando los distintos nutrientes en lugares específicos es posible evitar que ciertas proteínas o nutracéuticos pierdan sus propiedades durante el cocinado. Es decir, colocando los materiales que son más sensibles en el interior, estos podrán resistir al fuego del horno o la sartén. Además, situar los alimentos en lugares específicos también ayuda a que no se pierdan las propiedades organolépticas durante el cocinado. Estas propiedades son las que podemos sentir en un alimento, como su olor, sabor y textura.

Impresión 3D en… todas partes

Pero hay mucho más. El sector de la construcción también está experimentando con este tipo de tecnología para ahorrar en tiempo, costes y materiales y adentrarse en el diseño de nuevos espacios habitables. La metalurgia, o incluso el sector aeroespacial, ya que ahora se puede emplear una única máquina y ciertos compuestos para crear los materiales o herramientas que se puedan necesitar en una misión de larga distancia. En definitiva, la impresión 3D ofrece una base sobre la que explorar nuevos campos de investigación.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Una llave de carraca fue la primera herramienta impresa en 3D en la estación espacial internacional. El hito se llevó a cabo en noviembre de 2014 y desde entonces se han impreso muchas más piezas y herramientas.

Referencias (MLA):

• Ho, C.M.B., Ng, S.H. & Yoon, YJ. A review on 3D printed bioimplants. Int. J. Precis. Eng. Manuf. 16, 1035–1046 (2015). https://doi.org/10.1007/s12541-015-0134-x
• Nachal, N., Moses, J.A., Karthik, P. et al. Applications of 3D Printing in Food Processing. Food Eng Rev 11, 123–141 (2019). https://doi.org/10.1007/s12393-019-09199-8