Les bioimpressores són un tipus d’impressora 3D especial. Basats en l’enginyeria de teixits controlada per ordinador, poden produir teixits o bioarrays. En el futur, hauria de ser possible produir òrgans i éssers vius artificials amb la seva ajuda.
Què és una bioimpressora?
Les bioimpressores són un tipus d’impressora 3D especial. Les bioimpressores són dispositius tècnics per imprimir teixits i òrgans biològics en tres dimensions transferint-los a cèl·lules vives. Aquest camp de la impressió 3D encara es troba en una etapa experimental i s’està investigant principalment en estudis científics a les universitats. L’objectiu és crear la possibilitat de produir teixits i òrgans de reemplaçament funcionals que es puguin utilitzar en el tractament mèdic. La paraula d’activitat a bioimpressora s’anomena bioimpressió. La bioimpressió comença amb la composició bàsica del teixit o òrgan diana. La bioimpressora s'utilitza exclusivament en un entorn de laboratori. La impressora 3D especial emmagatzema i forma capes fines de cel·les mitjançant una impressió cap com a resultat. Per fer això, el cap de la bioimpressora es mou cap a l'esquerra, cap a la dreta, cap amunt o cap avall. Els bioimpressors utilitzen protocols de bio-tinta o bioprocessament per construir materials orgànics. Es tracta de biopolímers amb cèl·lules d’organismes vius i hidrogels que contenen fins al 90% aigua. La propietat de flux s'ha de calcular amb precisió. D 'una banda, el massa ha de ser prou fluid perquè les agulles de les xeringues no s’obstrueixin i, d’altra banda, ha de ser prou sòlida perquè l’estructura de l’objectiu sigui duradora. Altres usos per a la bioimpressió inclouen trasplantament, quirúrgic teràpia, enginyeria de teixits i cirurgia reconstructiva.
Formes, tipus i espècies
Actualment, les bioimpressores s’utilitzen de forma molt esporàdica en el sector comercial. Com que la bioimpressió es troba en fase de desenvolupament, les espècies madures o tipus de bioimpressores no estan verificades actualment. En principi, però, qualsevol impressora 3D es pot utilitzar per a la bioimpressió. Per fer-ho, el PVC d’ús habitual pols s'ha de substituir per cel·les adequades. També s'estan provant processos amb els quals és possible desenvolupar bioimpressores a partir d'impressores d'injecció de tinta normals. S’han d’exigir altes exigències a la tinta bio. Per exemple, qualsevol substància que s’utilitzi amb finalitats clíniques ha de complir estrictes especificacions internacionals. Abans d’utilitzar-se en bioimpressió, aquestes substàncies han de passar anys de proves.
Estructura i mode de funcionament
El funcionament d’una bioprinter és molt similar al principi de funcionament d’una impressora 3D normal. Els motlles es construeixen mitjançant una extrusora. Tot i això, sense PVC pols s’utilitza, com és el cas de les impressores 3D convencionals, però un gel de polímer, generalment a base d’alginat. Les bioimpressores actuals, que s’utilitzen esporàdicament a la pràctica, produeixen gotes que contenen entre 10,000 i 30,000 cèl·lules individuals. Se suposa que l’organització d’aquestes cèl·lules individuals, basada en factors de creixement adequats, s’uneixen per formar estructures funcionals de teixits. Les impressores biogràfiques requereixen un control de temperatura per a una impressió precisa. Les bioimpressores actuals són espacialment molt grans i poden tenir diversos metres d’amplada, longitud i alçada. Un ordinador, normalment situat fora de la impressora, controla els émbols de la xeringa. La base d’això són les dades disponibles digitalment d’un model 3D. El bioink es treu dels fins a vuit broquets de polvorització i l'estructura prevista es construeix sobre una plataforma.
Beneficis mèdics i sanitaris
En principi, s’espera que les bioimpressores s’utilitzin en tres àrees, especialment en el futur: la medicina, la indústria alimentària i la biologia sintètica. En medicina, l’ús de bioimpressores és concebible i previst en els subcamps de la cirurgia teràpia, cirurgia reconstructiva, donació d 'òrgans i trasplantament. Especialment en el cas d’òrgans de bioimpressores, un dels principals avantatges és obvi: la concordança exacta amb el cos destinat trasplantament. D'aquesta manera, es pot interrompre la cerca d'un òrgan donant adequat que coincideixi amb el cos receptor, que actualment encara és necessari. En cirurgia reconstructiva, s’espera simplificació i millora: aquí es poden concebre procediments en què les cèl·lules s’extreuen de diverses parts del cos del pacient, com ara orelles, dits i genolls. Aquestes cèl·lules es multipliquen en un laboratori. A continuació, s’afegeix biopolímer. A partir d'aquesta suspensió, la bioimpressora pot, en teoria, construir un empelt. Després s’implanta al pacient. Les pròpies cèl·lules del cos degraden el biopolímer amb el pas del temps. L’avantatge podria estar sobretot en el fet que l’organisme no rebutja el trasplantament. A més, aquest trasplantament podria créixer amb el cos. La raó d’aquesta propietat positiva és que l’implant està relacionat amb el sistema de control del creixement del pacient. El camp de la investigació sobre l’ús de bio-implants en medicina continua créixer. En aquests moments, la producció d 'empelts a partir de cartílag, com ara un nas, és molt concebible. Més crítica és la producció d’òrgans corporals. En particular, actualment no es pot concebre el nombre de capil·lars necessaris per subministrar els òrgans amb la precisió necessària. Un altre problema pot sorgir del fet que en estructures tan complexes com els òrgans del cos, diferents cèl·lules han de coordinar-se i comunicar-se entre elles per tal de realitzar diferents funcions. Les bioimpressores també es poden utilitzar per produir carn a la indústria alimentària. Les primeres empreses, segons les seves pròpies declaracions, ja han imprès aquests productes amb èxit. Es diu que són alhora saborosos i menys costosos que el sacrifici. No obstant això, actualment no hi ha cap carn estampada mitjançant bioimpressió.
