El futuro reemplazo de la piel podría ser impreso en 3D a partir de una tinta de bacterias vivas

Imprimiendo con tinta bacteriana. La tinta que contiene bacterias puede incluso imprimirse en una superficie tridimensional compleja, como la cabeza de esta muñeca.
Manuel Schaffner y Patrick A. Rühs

El futuro reemplazo de la piel podría ser impreso en 3D a partir de una tinta compuesta de bacterias vivas, según se lo ha propuesto un equipo que ha introducido una plataforma de impresión en 3D con tinta viva (o poblada de bacterias). Los investigadores desarrollaron esta tinta con el fin de hacer posible la impresión de minifábricas bioquímicas con ciertas propiedades, dependiendo de las bacterias que se coloquen en la referida tinta. El trabajo fue publicado en Science Advances.

La tinta Flink (functional living ink o tinta viva funcional), así llamaron a un ejemplo que se expone de tinta viva, se hizo a partir de la bacteria Pseudomonas putida y Acetobacter Xylinum. La primera puede destruir el fenol tóxico, producido a gran escala en la industria química, mientras que la última secreta nanocelulosa en alta pureza. La celulosa bacteriana alivia el dolor, retiene la humedad y es estable, siendo un compuesto prometedor para usarlo como sustituto de la piel, tras una herida o una quemadura, o como recubrimiento de tejidos durante los trasplantes de órganos.

La nueva plataforma de los investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich ofrece numerosas combinaciones potenciales. Con un solo paso, los científicos podrían usar hasta 4 tipos de tinta distintas conteniendo diversas especies de bacteria en concentraciones con el objetivo de producir objetos mostrando distintas propiedades. La tinta se compone de un hidrogel biocompatible que brinda estructura. El gel se compone de ácido hialurónico, cadenas largas de moléculas de azúcar, y sílice perogénica. El medio de cultivo se mezcla en la tinta, y la bacteria obtiene todos los prerrequisitos para la vida. Usando hidrogel como base, los investigadores añaden bacteria con el deseado rango de propiedades y luego imprimen la estructura tridimensional que ellos quieren.

Viscoso como una pasta de dientes

En el desarrollo del hidrogel, las propiedades del último fueron un reto. El gel debía ser lo suficientemente fluido para ser forzado a través de las boquillas de la impresora 3D. La consistencia de la tinta también afecta la movilidad de las bacterias. A mayor espesor, es más difícil que las bacterias se muevan. Si el hidrogel es demasiado espeso, Acetobater  secreta menos celulosa.  Al mismo tiempo, los objetos impresos deberían ser lo suficientemente robustos para resistir el peso de capas subsecuentes.

Si la tinta es demasiado fluida, no es posible imprimir estructuras estables, en tanto que estas colapsan ante el peso ejercido sobre ellas. La tinta debe ser tan viscosa como la pasta dental y tener la consistencia de una crema Nivea, dijeron los autores.

Gran potencial

Aun no se sabe el tiempo de vida de estas minifábricas. Ya que no requieren muchos recursos, se asume que estas pueden sobrevivir por un largo tiempo. Sin embargo, la investigación está en sus etapas iniciales. Imprimir hidrogeles conteniendo bacterias tiene un enorme potencial, y nos da la posibilidad de explotar una serie de bacterias útiles desconocidas. El equipo culpó que las bacterias tengan mala reputación al poco trabajo de investigación en estos métodos usando bacteria. “Se le asocia con enfermedades, cuando son esenciales para la vida”, dijo el equipo en declaraciones recogidas por ScienceDaily. La nueva tinta, refieren, es completamente segura.

Con la tinta viva, los investigadores imprimieron láminas con forma de máscara o de camiseta y estructuras enrejadas con diversas formas.
Manuel Schaffner y Patrick A. Rühs

Sensores para sustancias tóxicas, filtros para derrames y más

Además de las aplicaciones médicas y biotecnológicas, los investigadores prevén muchos otros usos potenciales. Por ejemplo, una aplicación práctica podría ser un sensor impreso en 3D que contiene bacterias y podría detectar toxinas en el agua potable. Otra idea sería crear filtros que contengan bacterias para su uso en derrames de petróleo desastrosos. En primer lugar, será necesario superar los desafíos del lento tiempo de impresión y la difícil escalabilidad. Actualmente, Acetobacter tarda varios días en producir celulosa para aplicaciones biomédicas. Sin embargo, los científicos están convencidos de que pueden optimizar aún más y acelerar los procesos.

Más aplicaciones incluirían la impresión de camisetas, y celulosa encima un molde de cara de silicona y más formas tridimensionales.

Daniel Meza
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