Para estudiar la funcionalidad compleja de grupos de células y con el propósito de construir tejidos de reemplazo, los investigadores han estado tratando de encontrar una manera de generar redes vasculares artificiales capaces de suministrar oxígeno y nutrientes a miles de células. La impresión 3D por extrusión, en la que un material licuado se coloca en capas y se deja endurecer, ha demostrado ser insuficiente para producir estructuras finas con morfologías complejas.
En este contexto, un equipo de científicos de la Universidad de Rice (Estados Unidos) ha desarrollado una forma de utilizar la sinterización láser de azúcares en polvo para producir estructuras altamente detalladas que pueden retener células vivas y mantenerlas vivas durante semanas.
"La entrega de suficiente oxígeno y nutrientes a todas las células a través de ese gran volumen de tejido se convierte en un desafío monumental"
Los expertos tomaron hidrogeles cargados con células vivas y crearon redes de vasos dentro de estas utilizando plantillas de azúcar producidas mediante el proceso de sinterización láser. Acto seguido, estas redes se bombearon con oxígeno y nutrientes y, debido a su estructura jerárquica, los vasos pudieron suministrar lo suficiente a la mayoría de las células para que permanecieran vibrando durante, al menos, dos semanas. Esto se realizó con células de hepatocitos del hígado, que son particularmente difíciles de mantener fuera del cuerpo, proporcionando una validación adicional del nuevo enfoque.
"Uno de los mayores obstáculos para diseñar tejidos clínicamente relevantes es empacar una gran estructura de tejido con cientos de millones de células vivas", ha dicho el autor principal del estudio, Ian Kinstlinger, en un comunicado de prensa de Rice. "La entrega de suficiente oxígeno y nutrientes a todas las células a través de ese gran volumen de tejido se convierte en un desafío monumental", ha añadido.
Los investigadores también crearon un algoritmo personalizado que puede usarse para generar la complejidad necesaria de grandes redes y garantizar que puedan imprimirse adecuadamente usando la nueva técnica
El propio Kinstlinger ha agregado que "un beneficio importante de este enfoque es la velocidad a la que podemos generar cada estructura de tejido". "Podemos crear algunos de los modelos de tejidos más grandes hasta ahora demostrados en menos de cinco minutos".
Además de la nueva técnica de impresión 3D para construir estructuras vasculares, los investigadores también crearon un algoritmo personalizado que puede usarse para generar la complejidad necesaria de grandes redes y garantizar que puedan imprimirse adecuadamente usando la nueva técnica.