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Primera córnea artificial

TECNOLOGÍA DE INGENIERÍAPrimera córnea artificial

Los científicos han diseñado por primera vez una bioingeniería de una córnea humana utilizando una técnica de impresión 3D que puede ser un impulso para los trasplantes de córnea.

La córnea es la capa más externa del ojo en forma de cúpula transparente. La córnea es el primer cristalino a través del cual pasa la luz antes de llegar a la retina en la parte posterior del ojo. La córnea juega un papel muy importante en el enfoque de la visión al transmitir luz refractora. También brinda protección a nuestros ojos y cualquier daño o lesión puede causar un deterioro severo de la visión e incluso ceguera. Según la OMS, alrededor de 10 millones de personas en todo el mundo requieren cirugía para prevenir la ceguera corneal que es causada como resultado de una enfermedad como el tracoma o algún trastorno ocular. Cinco millones de personas sufren de ceguera total causada por cicatrices en la córnea debido a quemaduras, abrasión o alguna otra condición. El único tratamiento para una córnea dañada es recibir una trasplante de córneasin embargo, la demanda supera la oferta en los trasplantes de córnea. Además, existen muchos riesgos / complicaciones asociados con los trasplantes de córnea, incluida la infección ocular, el uso de puntos de sutura, etc. El problema más importante y grave es que a veces el tejido del donante (de la córnea) se rechaza después de que se ha realizado el trasplante. Esta es una situación precaria y, aunque rara, ocurre en el 5 al 30 por ciento de los pacientes.

Primera córnea humana impresa en 3D

En un estudio publicado en Investigación experimental del ojo, los científicos de la Universidad de Newcastle, Reino Unido, han utilizado por el momento la técnica de impresión tridimensional (3D) para producir o 'fabricar' córnea para el ojo humano y esto podría ser una gran ayuda para obtener córneas para trasplante. Utilizando la tecnología de bioimpresión 3D bien establecida, los investigadores utilizaron células madre (de córnea humana) de una córnea de un donante sano y los mezclaron con alginato y colágeno para crear una solución que pudiera imprimirse. Esta solución llamada bio-tinta es el requisito más importante para imprimir cualquier cosa en 3D. La bioimpresión es una extensión de la impresión 3D tradicional, pero se aplica a materiales biológicos vivos y es por eso que en su lugar es necesario utilizar una biotinta que se compone de "estructuras de células vivas". Su gel único, compuesto de alginato y colágeno, es capaz de mantener vivas las células madre y, al mismo tiempo, producir un material que es lo suficientemente firme como para mantener la forma, pero que aún es suave para poder exprimirlo con una impresora 3D. Los investigadores utilizaron una bioimpresora 3D sencilla y económica en la que la tinta biológica que prepararon se organizó con éxito en círculos concéntricos para formar la forma de cúpula de un córnea artificial. Se logró la distintiva "forma curva" de la córnea, lo que hace que este estudio sea un éxito. Este procedimiento de impresión tomó menos de 10 minutos. Luego se vio que las células madre estaban creciendo.

Desde que ha aumentado la popularidad de la bioimpresión 3D, los investigadores han estado buscando la tinta biológica ideal más adecuada para hacer córneas de manera factible y eficiente. Este grupo de la Universidad de Newcastle ha tomado la iniciativa y lo ha logrado. El mismo grupo de investigadores demostró anteriormente que mantenían vivas las células durante varias semanas a temperatura ambiente dentro de un simple gel de alginato y colágeno. Con este estudio, han podido transferir esta córnea utilizable con células que permanecen viables al 83 por ciento durante una semana. Por lo tanto, los tejidos podrían imprimirse sin preocuparse de si crecerán o no (es decir, se mantendrán vivos), ya que ambas cosas se pueden lograr en el mismo medio.

Fabricación de córnea específica para el paciente

Los investigadores también han demostrado en este estudio que la córnea podría construirse para cumplir con los requisitos únicos de cada paciente. Primero, se escanea el ojo del paciente, lo que genera datos para hacer coincidir la 'córnea impresa' con la forma y el tamaño exactos requeridos. Las dimensiones se toman de la córnea real, lo que hace que la impresión sea altamente precisa y factible. La tecnología de impresión 3D ha sido probada en la producción artificial corazón y algunos otros tejidos. Los tejidos planos se han creado en el pasado, pero según los autores, esta es la primera vez que se producen córneas "con forma". Aunque este método aún requiere córnea de un donante sano, las células madre se utilizan con éxito para convertirse en más células en la córnea artificial. Una córnea sana simplemente no 'reemplazará' a una dañada, pero podríamos cultivar suficientes células de una córnea donada para imprimir 50 córneas artificiales. Este será un escenario mucho más beneficioso que realizar un solo trasplante.

Futuras

Este estudio aún se encuentra en una etapa preliminar y las córneas impresas en 3D deben evaluarse más a fondo. Los investigadores afirman que su trabajo llevará varios años antes de que una córnea artificial de este tipo pueda usarse para trasplantes porque aún no se han llevado a cabo ensayos en animales y humanos. También debe comprobarse si este material es funcional y se necesitan muchos ajustes. Los investigadores confían en que estas córneas artificiales estarán disponibles para uso práctico en los próximos 5 años. La disponibilidad de la tecnología de impresión 3D no es un problema ahora, ya que se vuelve económica y la bioimpresión está emergiendo bien y podría haber procedimientos estándar disponibles en unos pocos años. Ahora se está prestando más atención al uso de células madre para reconstruir o reemplazar tejidos dañados, mientras que el aspecto de impresión del método se simplifica en su mayor parte.

Este estudio es un paso significativo hacia una solución que puede brindarnos un suministro ilimitado de córneas para trasplantes en todo el mundo. Además, los investigadores de una empresa italiana están pensando en la dirección de crear eventualmente 'ojos impresos en 3D' que se construirían de manera similar mediante el uso de biotinta potencial que abarca las células obvias necesarias para reemplazar las que se encuentran en un par natural de ojos. . Las tintas biológicas se pueden variar en diferentes combinaciones dependiendo del requisito específico. Su objetivo es tener estos "ojos artificiales" en el mercado para 2027. El estudio ha producido la forma más avanzada de córnea artificial y ha destacado la bioimpresión como una posible solución a la escasez de órganos y tejidos.

***

{Puede leer el trabajo de investigación original haciendo clic en el enlace DOI que figura a continuación en la lista de fuentes citadas}

Fuentes)

Isaacson A y col. 2018. Bioimpresión 3D de un equivalente de estroma corneal. Investigación experimental del ojo.
https://doi.org/10.1016/j.exer.2018.05.010

Equipo SCIEU
Equipo SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
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