Un equipo de científicos liderado por el Instituto Tecnológico de California (Caltech) ha realizado un avance significativo en la impresión 3D de polímeros en ubicaciones específicas dentro de organismos vivos. Esta innovadora técnica, denominada Deep Tissue In Vivo Sound Printing (DISP), utiliza ultrasonido para localizar y activar la creación de materiales en tejidos profundos, lo que podría transformar tratamientos médicos en el futuro.
Hasta ahora, la impresión de polímeros en organismos vivos se había realizado principalmente mediante luz infrarroja, una técnica con limitaciones en cuanto a la profundidad a la que puede llegar. «La penetración del infrarrojo es muy limitada, alcanzando solo unas pocas capas por debajo de la piel», explica Wei Gao, profesor de ingeniería médica en Caltech. El nuevo método, en cambio, permite llegar a tejidos más profundos, manteniendo al mismo tiempo una biocompatibilidad excelente.
Un enfoque innovador en la medicina regenerativa
Gao y su equipo han implementado una combinación de ultrasonido y liposomas sensibles a bajas temperaturas, que son vesículas esféricas utilizadas comúnmente en la entrega de fármacos. Estos liposomas se cargan con agentes de entrecruzamiento y se integran en una solución de polímero que contiene los monómeros necesarios para la impresión. Al aplicar ultrasonido, se eleva la temperatura de una pequeña zona, lo que desencadena la liberación de los agentes de entrecruzamiento y, por tanto, la impresión de polímeros en el sitio deseado.
Este método no solo permite la impresión de geles bioadhesivos y polímeros para la entrega de fármacos, sino que también se ha explorado su uso en la creación de hidrogeles bioeléctricos, que pueden ser empleados para el monitoreo interno de señales fisiológicas, como en los electrocardiogramas.
En pruebas realizadas en modelos animales, los investigadores utilizaron la plataforma DISP para imprimir polímeros cargados con doxorubicina, un fármaco quimioterapéutico, cerca de tumores en la vejiga de ratones. Los resultados mostraron una mayor muerte celular tumoral en comparación con los animales que recibieron el tratamiento por inyección directa, lo que sugiere que esta técnica podría ser prometedora para tratamientos dirigidos en el futuro.
El equipo también vislumbra la posibilidad de integrar inteligencia artificial en el proceso de impresión, lo que podría permitir la activación autónoma de la impresión de alta precisión en órganos en movimiento, como el corazón. «Con la ayuda de IA, nos gustaría poder activar de manera autónoma la impresión en un órgano que late», concluye Gao.
La investigación realizada por Gao y su equipo se ha publicado recientemente en la revista Science, marcando un paso importante en la intersección entre la biomedicina y la ingeniería, y abriendo nuevas vías para la medicina regenerativa y tratamientos más efectivos en el futuro.
