Un colorante alimentario sería el futuro insumo para imprimir vasos sanguíneos

Bagrat Grigoryan et al. / Science

 

Un equipo de científicos concluyó que un colorante alimenticio hecho de arándanos puede desempeñar un papel fundamental en la impresión 3D de tejidos biológicos muy finos, como los vasos sanguíneos o los alvéolos del pulmón. Los autores de un artículo publicado en la revista Science imprimieron de tal manera unas estructuras complejas y comprobaron que las células podían vivir allí.

Los científicos que imprimen tejidos y órganos enfrentan un gran problema al producir unos análogos de los vasos sanguíneos o de vías respiratorias. Por ejemplo, los alvéolos del pulmón tienen un sistema vascular extremadamente complejo para reforzar el intercambio gaseoso y oxigenar la sangre. Los vasos, a su vez, tienen válvulas y membranas tan complicadas que es casi imposible reproducir.  


Bagrat Grigoryan et al. / Science

Tecnología de alta complejidad

La estereolitografía, una forma de impresión 3D, fue creada para resolver ese problema. El proceso emplea un líquido que es sensible a la luz ultravioleta y un láser ultravioleta para construir los objetos. La tecnología permite imprimir unos billones de vóxeles (el equivalente tridimensional de pixel) con un solo paso.

Normalmente cuando un láser ultravioleta imprime un objeto, se usan los suplementos que absorben la luz e impiden que el material se endurezca donde no es necesario. Pero unos de esos suplementos, como sudán I, desgraciadamente tienen potencial carcinogénico o pueden provocar mutaciones. Por eso es imposible usarlos en la impresión de los tejidos humanos. 

Bagrat Grigoryan y sus colegas de la Universidad Rice de Texas intentaron a encontrar un suplemento que no tuviera efectos tóxicos para usarlo durante la impresión de estructuras biológicas. 

Los científicos examinaron las características ópticas de unos colorantes alimenticios que se usan en el procesamiento de alimentos. Descubrieron que los tres pueden absorber la luz ultravioleta: el colorante artificial amarillo tartracina (E102), colorante natural amarillo curcumina (E100) y el colorante natural del tono púrpura antocianina (E163), que está hecho de arándanos. Además demostraron que las nanopartículas de oro también absorben la luz. 

Durante sus pruebas los científicos imprimieron un vaso sanguíneo con  válvulas de 1 mm de diámetro. Resultó que todos los colorantes y las nanopartículas garantizan la calidad aceptable de la impresión. Para el colorante amarillo curcumina fue más difícil de lavarse del tanque en comparación con la tartracina, y las nanopartículas del oro impidieron examinar la estructura con un microscopio. La antocianina (de los arándanos), a su vez, no tenía el nivel de absorción suficiente. Por eso decidieron escoger la tartracina en avances futuros.

Después los científicos imprimieron una estructura geométrica más compleja con un vaso en el centro, y además un alvéolo del pulmón que se parece a un saco rodeado por la red de vasos. 

Un alvéolo del pulmón impresa en 3D usando la estereolitografía
Bagrat Grigoryan et al. / Science

 

También hicieron una prueba para comprobar que las estructuras impresas en 3D son adecuadas para reproducir los órganos. Crearon el laberinto de los vasos y lo poblaron con las células humanas, incluso a unas de vías respiratorias y las células madres. Resultó que continuaron siendo viables durante varias semanas. 

Finalmente Grigoryan y sus colegas realizaron experimentos con ratones. Los ratones que tenían insuficiencia hepática recibieron las células impresas en 3D. Catorce días después del trasplante esas células también continuaron siendo viables.

Anteriormente los científicos lograron imprimir órganos humanos que funcionaban bien. Otro grupo convirtió el colorante alimenticio en materia prima para su impresora. 

 

Yana Berman
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.

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