La Universidad de Extremadura apuesta por la bioimpresión

El grupo especializado en bioimpresión de la Escuela de Ingenierías Industriales de la UEx se centra en los últimos avances de esta disciplina con múltiples aplicaciones médicas, como la fabricación de parches cardiacos o válvulas aórticas. Además, gracias a un equipo multidisciplinar, trabaja en innovaciones técnicas como atmósferas controladas para la bioimpresión o creación de nuevos hidrogeles

21/07/2023. La bioimpresión tiene sus orígenes en la impresión 3D, pero con la particularidad de utilizar como material hidrogeles con la capacidad de albergar células vivas y generar estructuras donde estas puedan crecer y proliferar. En la actualidad, destacan sus aplicaciones en medicina, concretamente en la llamada medicina personalizada y de precisión. Una de las principales líneas estratégicas de los planes nacionales de investigación e innovación en salud y que permitirá crear órganos, tejidos, e implantes adaptados a cada paciente.

Esta innovadora técnica se investiga en la Escuela de Ingenierías Industriales de Badajoz desde un equipo de trabajo joven y multidisciplinar. La mayoría de los integrantes pertenecen al grupo de investigación de Ingeniería de Materiales (INMA), aunque también colabora personal de otros grupos, como es el caso del investigador Alfonso Marcos Romero del grupo de expresión gráfica ALCÁNTARA y cuya especialidad es la simulación 3D. El resto de los integrantes son principalmente ingenieros, como Jesús M. Rodríguez Rego, Antonio Díaz Parralejo y Juan Pablo Carrasco Amador, pero también físicos, químicos o biólogos, como Laura Mendoza Cerezo, María Ángeles Díaz o su director, el profesor e investigador Antonio Macías García.

En la bioimpresión son importantes dos cuestiones, en primer lugar, las condiciones y capacidades técnicas de la máquina y, en segundo lugar, el material con el que se imprime. La bioimpresora tiene que reunir una serie de condiciones de control atmosférico, temperatura, presión, condiciones estériles, humedad o velocidad de impresión. Según explica el investigador Antonio Macías, “todos estos parámetros están destinados a mantener la viabilidad de las células, que son organismos vivos y tienen que reproducirse para conseguir sus múltiples aplicaciones, como por ejemplo la formación de un órgano o un tejido. Entre los avances que hemos conseguido en el grupo están válvulas aórticas y parches cardiacos.”

En este sentido, el grupo trabaja en nuevas boquillas o extrusores, que son imprescindibles para controlar el proceso de impresión en el cual estos materiales tienen que sufrir varias transformaciones entre los estados sólido a líquido. O, por ejemplo, en sistemas de generación de atmósferas controladas, es decir, los elementos necesarios para vigilar los antes mencionados parámetros de temperatura, presión, humedad, etc. El grupo ya cuenta con un gran número de patentes e innovaciones técnicas destinadas a la modificación de las impresoras para su uso especializado.

Dos líneas de investigación en bioimpresión

La segunda cuestión se centra en los biomateriales con los que se realizan estas piezas. En bioimpresión se siguen dos líneas de actuación diferentes: la fabricación de scaffold o andamios, que son las estructuras en las cuales se insertan las células para que crezcan y proliferen, o bien los hidrogeles, que son el propio material bioquímico formado por las células con el cual directamente se imprime. “Nosotros trabajamos las dos líneas de investigación, tanto scaffold como hidrogeles. Por ejemplo, en el parche cardiaco creamos el andamio para después colocar las células que lo rellenarán y en el otro creamos la propia válvula aórtica”, apunta el investigador Antonio Macías.

Crear órganos y tejidos vivos destinados a un uso médico es una tarea compleja que requiere de la elaboración conjunta de soluciones desde la ingeniería y la ciencia. “La clave del éxito e innovación del grupo está en el trabajo en los dos ejes, en primer lugar, la bioingeniería, donde aportamos nuevas ideas a la impresión 3D, con originales modificaciones técnicas y después en la creación de nuevos hidrogeles con condiciones muy altas de viabilidad celular, capacidad de impresión y baja toxicidad”, destaca el investigador.

El equipo cuenta con numerosas publicaciones especializadas y ha participado en proyectos de I+D+i nacionales e internacionales, como el Proyecto BioimpACE de Impulso de la Tecnología y las Aplicaciones de Bioimpresión en Salud en la región EuroACE.

BIBLIOGRAFÍA

Mendoza-Cerezo, L., Rodríguez-Rego, J. M., Macías-García, A., Marcos-Romero, A. C., & Díaz-Parralejo, A. (2023). Evolution of bioprinting and current applications. International Journal of Bioprinting, 9(4) doi:10.18063/ijb.742

Rodríguez-Rego JM, Mendoza-Cerezo L, Macías-García A, et al. (2023). Comparison of the potential for bioprinting of different 3D printing technologies. International Journal of Bioprinting, doi: 10.18063/ijb.680.

Sánchez-Sánchez R, Rodríguez-Rego JM, Macías-García A, et al. (2023). Relationship between shear-thinning rheological properties of bioinks and bioprinting parameters. International Journal of Bioprinting, doi: 10.18063/ijb.687.

Laura Mendoza-Cerezo, Jesús M. Rodríguez-Rego, Anabel Soriano-Carrera, Alfonso C. Marcos-Romero, Antonio Macías-García (2023). Fabrication and characterisation of bioglass and hydroxyapatite-filled scaffolds, Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, Volume 144, doi: 10.1016/j.jmbbm.2023.105937.

Rodríguez-Rego JM, Mendoza-Cerezo L, Macías-García A, et al., 2023, Methodology for characterizing the printability of hydrogels. Internacional Jourbal of Bioprint, 9(2): 667, doi: 10.18063/ijb.v9i2.667.

Fuente Servicio de Difusión de la Cultura Científica