Desarrollan un modo de imprimir en 3D dentro del cuerpo humano

Durante años, la impresión 3D atrajo las miradas de importantes sectores de la tecnología y la ciencia gracias a su capacidad para utilizar diferentes “tintas”. Si bien la medicina se aprovechó de esto para crear órganos para trasplantes, nunca se había contemplado la posibilidad de imprimir dentro de cuerpo humano. Hasta ahora

Un equipo de investigadores de la Universidad de Duke y Harvard han desarrollado una nueva forma de imprimir en 3D en el interior del cuerpo humano, enviando ondas de ultrasonido a una tinta biocompatible inyectable. El avance se describe en un estudio publicado en Science y se basa en una tinta fotosensible que se endurece cuando se expone a rayos de luz, lo que permite a los científicos construir estructuras biomédicas.

El problema es que la luz solo puede penetrar unos pocos milímetros en el tejido de un paciente. Para resolver esto se ha recurrido a otro medio para “enviar el mensaje de impresión”: las ondas sonoras.

El nuevo proceso, denominado "impresión volumétrica acústica de penetración profunda" (DVAP, por sus siglas en inglés), podría llevar el concepto aún más lejos, permitiendo a los científicos reparar huesos o incluso reparar válvulas cardíacas que funcionan mal, evitando al mismo tiempo la necesidad de una cirugía abierta invasiva.

"DVAP se basa en el efecto sonotérmico, que se produce cuando las ondas sonoras se absorben y aumentan la temperatura para endurecer nuestra tinta – explica Junjie Yao, líder del estudio, en un comunicado -. Las ondas de ultrasonido pueden penetrar más de 100 veces más profundamente que la luz, por lo que podemos llegar a tejidos, huesos y órganos con una alta precisión espacial que no ha sido posible hasta ahora”.

Una vez que la "tinta sonora" biocompatible llega al área objetivo, una sonda de ultrasonido especialmente diseñada puede endurecerla en su lugar para crear estructuras intrincadas.

"La tinta en sí es un líquido viscoso, por lo que se puede inyectar en un área específica con bastante facilidad y, a medida que se mueve la sonda de impresión por ultrasonido, los materiales de la tinta se unirán y endurecerán – añade Y. Shrike Zhang, coautor del estudio -. Una vez hecho esto, puedes eliminar cualquier resto de tinta que no se haya solidificado con una jeringuilla”.

Lo mejor de todo es que los científicos encontraron formas de formular nuevas versiones de su "tinta sonora", que van desde estructuras duraderas parecidas a huesos hasta válvulas cardíacas más suaves y flexibles.

En una serie de tres pruebas, el equipo desarrolló una estructura especial para sellar una sección dentro del corazón de una cabra para evitar que la sangre se acumule dentro del órgano. El tejido se endureció y se adhirió de forma segura al tejido sin complicaciones. El equipo también abordó un defecto óseo dentro de una pata de pollo. A esto hay que sumarle que también pudieron usar la tinta para liberar un fármaco de quimioterapia dentro del hígado.

Pero, como siempre, es necesario realizar muchas más investigaciones antes de que podamos saber con certeza si la misma tecnología podría funcionar en humanos.

"Aún estamos lejos de llevar esta herramienta a la clínica, pero estas pruebas reafirmaron el potencial de esta tecnología – concluye Zhang -. Estamos muy emocionados de ver hacia dónde puede llegar a partir de ahora".