Los científicos del Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa WFIRM son los primeros en informar el uso de bioimpresión para imprimir una construcción de tejido traqueal compuesta de múltiples materiales funcionales diferentes. Imprimieron diferentes diseños de regiones de músculo liso y cartílago en sustitutos artificiales de la tráquea que muestran propiedades mecánicas similaresal tejido traqueal humano.
Los intentos anteriores de construcciones traqueales diseñadas por tejidos han presentado muchas limitaciones diferentes, principalmente porque se centraron solo en el uso de tejido de cartílago regenerado. Las construcciones traqueales de WFIRM son novedosas porque se bioimprimieron con cartílago separado y regiones de músculo liso al mismo tiempo usando unmaterial de poliéster biodegradable e hidrogeles que contienen células madre mesenquimales humanas que pueden auto renovarse y convertirse en una variedad de tipos de células. En este caso, las células madre se diferenciaron en dos tipos de células diferentes: condrocitos y células de músculos lisos, en diferentes regiones deconstrucciones traqueales bioimpresas. La porción del cartílago es rígida para proporcionar soporte mecánico para evitar el colapso, mientras que el músculo liso es flexible y conecta los extremos de los anillos del cartílago, lo que permite suficiente flexibilidad para la contracción de las vías respiratorias.
"La gente ha probado otros materiales, pero el problema ha sido que estaban usando solo un material que no es lo suficientemente fuerte como para mantener abiertas las vías respiratorias y no proporciona la flexibilidad necesaria. Nuestro método de bioimpresión proporciona una combinación de flexibilidad y resistencia necesarias paraimitan el tejido traqueal nativo ", dijo Sean Murphy, PhD, autor principal y profesor asistente de medicina regenerativa en WFIRM.
La tráquea es un tubo hueco que está hecho de cartílago y tejido muscular liso diseñado para permitir una vía aérea flexible que resista el colapso. La estenosis traqueal es el estrechamiento y endurecimiento anormal de la tráquea, que puede ser causada por una intubación prolongada, inflamación ytraumatismo o puede ser una anormalidad congénita. Los tratamientos primarios para la afección, que es poco frecuente pero potencialmente mortal, son intervenciones quirúrgicas que presentan desafíos y limitaciones.
Para este estudio, publicado en línea en la revista Biofabricación , el enfoque de investigación combina tres tecnologías personalizadas: imágenes médicas específicas del paciente, hidrogeles diseñados para impulsar la diferenciación de células madre y andamios poliméricos que imitan propiedades biomecánicas específicas.
Murphy dijo que el enfoque consistía en incorporar hidrogeles más blandos que contengan células madre en los poros de las estructuras traqueales bioimpresas. "Ya sabíamos que podíamos diferenciar estas células en 2D en músculo liso o cartílago, pero la cuestión de si podríamos hacer eso enLas construcciones 3D bioimpresas se mantuvieron ", dijo." Agregamos factores de crecimiento para ayudarles a dar el empuje extra que necesitaban ".
"Este estudio preliminar de prueba de concepto muestra que podemos optimizar las capacidades de bioimpresión y algún día podría brindar la oportunidad de tratamientos de medicina regenerativa para el reemplazo de regiones traqueales dañadas o enfermas", dijo Anthony Atala, MD, director de WFIRM y compañía-autor del artículo: "Los próximos pasos en la investigación serían evaluar la función a largo plazo para garantizar la formación adecuada de tejido y la retención de la fuerza".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro Médico Bautista Wake Forest . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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