Un corazón artificial sería un salvavidas absoluto para las personas con insuficiencia cardíaca. Sin embargo, para recrear el órgano complejo en el laboratorio, primero sería necesario saber cómo cultivar tejidos vivos de varias capas. Los investigadores ahora han dado un paso másmás cerca de este objetivo: mediante un proceso de pulverización, han creado fibras musculares funcionales.
Cualquier persona que requiera un trasplante debido a insuficiencia cardíaca debe esperar un órgano donante adecuado. Un corazón artificial que no desencadene ninguna reacción de rechazo en el cuerpo después de la implantación sería una alternativa elegante. El proyecto Zurich Heart de la alianza de investigación University MedicineZurich, de la cual Empa es socio, actualmente está desarrollando un corazón tan artificial. Para garantizar que el cuerpo tolere la bomba fabricada en laboratorio, el objetivo es envolverla y cubrirla con tejido humano, como una capa de invisibilidad.Hasta ahora, el cultivo de tejidos funcionales de varias capas ha sido un desafío importante en el área emergente de la "Ingeniería de tejidos". Los investigadores de Empa ahora han logrado que las células se conviertan en fibras musculares en un andamio de polímero sintético tridimensional.
"El corazón humano está naturalmente compuesto de varias capas de tejidos diferentes", explica Lukas Weidenbacher, del laboratorio de Empa para Membranas y Textiles Biomiméticos en St. Gallen. Las fibras musculares en el revestimiento juegan un papel decisivo en la estructura, ya que son responsablespara la estabilidad y flexibilidad del corazón que late constantemente. Sin embargo, el cultivo de fibras musculares que crecen en múltiples capas es un desafío, porque las células primero deben estar incrustadas en un andamio tridimensional ". Para estar seguros, es posible crear tresestructuras poliméricas dimensionales que se asemejan mucho al tejido humano, por ejemplo, mediante el llamado electrohilado ", dice Weidenbacher. Durante este proceso, los hilos de polímero líquido con aspecto de gasa se entrelazan en forma de tejido natural. Pero los solventes nocivos que se requierenpara este proceso son venenos para las células sensibles
protección de Slobbery
Por lo tanto, los investigadores de Empa han empaquetado las valiosas células en cápsulas protectoras. Las vainas de gelatina contienen una o dos células cada una. Esto protege a las células de los solventes. Un proceso especial de pulverización, llamado electropulverización, hace posible inyectar las cápsulas en elLos poros del andamio hilado. "Las células que están protegidas de esta manera sobreviven a la pulverización muy bien", explica el científico de materiales. Y una vez que las células se han asentado en el lugar deseado, la cápsula gelatinosa se disuelve en minutos.
Las imágenes de microscopio electrónico de barrido muestran que las células se sienten como en casa en su nido de polímero sintético: tan pronto como las cápsulas se disuelven, las células precursoras inmaduras comienzan a unirse y madurar para formar fibras musculares alargadas. El objetivo es terminarcon una estructura que se asemeja lo más posible al tejido muscular natural. "Como el corazón artificial es constantemente perfundido por la circulación sanguínea, es importante que las superficies sean de una calidad que evite la coagulación", dice Weidenbacher.
Invisible para el sistema inmune
Los investigadores han utilizado las células musculares inmaduras de una línea celular de ratón para su serie de experimentos. Estas células precursoras se diferenciaron en el andamio y produjeron proteínas que normalmente se producen en el músculo. Sin embargo, en el futuro el objetivo es revestir el implante artificialcorazón con células que derivan de los propios pacientes. De esta manera, se podría desarrollar un corazón personal para el paciente que permanezca "invisible" para el sistema inmunitario del cuerpo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorios federales suizos de ciencia y tecnología de materiales EMPA . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :