Investigadores de Bioengin desarrollan andamiajes de tejido auditivo a escala humana

SAlgunos de los más grandes artistas de la historia dieron vida a losas de piedra, esculpiendo los materiales inertes para exponer rasgos humanos ocultos. Como dijo una vez Miguel Ángel, “cada bloque de piedra tiene una estatua dentro, y es tarea del escultor descubrirla”. Los cirujanos plásticos, escultores de un tipo diferente, dependen de una combinación de fluidez anatómica y talento artístico para reconstruir partes del cuerpo humano. Entre sus difícil La tarea consiste en recrear la imagen estructural y biomecánica de la parte externa del oído humano, también conocida como aurícula.¹ Tradicional Los métodos se basan en esculpir e implantar materiales sintéticos o cartílago de las propias costillas del paciente, pero incluso a los cirujanos expertos les resulta difícil lograr la forma ideal.^2,3

Un equipo de científicos dirigido por Jason Spectorcirujano plástico y reconstructivo de Weill Cornell Medicine, adoptó un enfoque diferente para la restauración de las orejas. Además de los conocimientos quirúrgicos, la comprensión de Spector de las tecnologías de ingeniería de tejidos lo convierte en un oráculo en cuanto a las aurículas. En un estudio de prueba de concepto publicado en Acta BiomaterialiaLos investigadores describieron cómo combinaron la impresión 3D, los xenoinjertos y la ingeniería de tejidos para crear andamios auriculares a escala real que favorecen la regeneración de los tejidos.⁴

“En nuestra especialidad, vemos pacientes que tienen deformidades en las orejas, llamadas microtia, que se pueden reconstruir, pero es una operación técnicamente complicada que creo que muy pocas personas en el mundo logran realizar bien”, dijo Spector. “Si pudiéramos diseñar una oreja, sería un mejor enfoque”.

El equipo de Spector utilizó la impresión 3D para crear una plantilla anatómicamente precisa de una oreja humana a partir de biotinta de ácido poliláctico, un plástico biocompatible y biodegradable que se utiliza habitualmente para implantes médicos. Los investigadores colocaron pequeños trozos de cartílago costal de oveja biocompatible en el andamio e incrustaron quirúrgicamente esta plantilla de oreja humana en 3D en la espalda de roedores, justo debajo de la piel.

“El estudio es interesante”, dijo Jason Burdickingeniero químico y biológico de la Universidad de Colorado en Boulder, que no participó en la investigación. “Combina las ventajas de un material sintético impreso en 3D para controlar la estructura y la forma del tejido en función de la geometría del paciente, con las posibles señales biológicas que se encuentran en los trozos de cartílago descelularizado que se introducen en el material impreso en 3D”.

Seis meses después de la implantación, los investigadores retiraron la estructura de la oreja y descubrieron que actuaba como un esqueleto cartilaginoso para sustentar el crecimiento de tejido nuevo. La biología animal continuó el trabajo que había dejado el andamiaje 3D. Los roedores actuaron como biorreactores vivos, proporcionando los materiales biológicos y la actividad celular para seguir esculpiendo las orejas de aspecto humano con el tiempo, sin rechazar el injerto. En lugar de cincelar una imagen humana a partir de un bloque de material, el equipo de Spector creó la plantilla y las condiciones para guiar el esculpido biológico.

“Uno de los mayores desafíos es imprimir órganos a escala humana. Cultivar una tonelada de células humanas para imprimir un órgano a escala humana también es muy costoso”, afirmó Estefanía Willerthingeniero biomédico de la Universidad de Victoria, que no participó en este estudio. “Es impresionante que los andamios persistieran durante seis meses y se infiltraran [by cells].”

Las réplicas de las orejas tenían las características generales y la flexibilidad natural de las orejas humanas. Para los pacientes con deformidades del oído externo, ya sean congénitas o posteriores a una lesión traumática, este enfoque es prometedor para lograr injertos de oreja que se sienten y se ven más como los reales. La creación de estructuras tridimensionales a partir de imágenes de orejas humanas también permite realizar réplicas de orejas personalizadas que reflejan los contornos y patrones únicos de las aurículas individuales, que pueden variar ampliamente.

“El cuerpo es el mejor ingeniero de tejidos que existe. Pensé que esto sería una explotación perfecta de la ingeniería tisular endógena, el cuerpo haciendo su propio trabajo”, dijo Spector. “Me sorprendió gratamente que el tejido se formara tan bien. ¿Creo que este es el enfoque definitivo? Absolutamente no. Ciertamente no es lo mismo que el cartílago de la oreja normal, pero no hay encogimiento y una buena fidelidad de la intrincada topografía de la oreja”.

En el futuro, Spector espera probar diferentes biotintas que permitan que el armazón se descomponga más rápido una vez implantado, así como diferentes enfoques para apoyar la elasticidad del colágeno. Si bien Miguel Ángel creía que “tallar es fácil, solo hay que bajar hasta la piel y detenerse”, en el caso de Spector, esculpir injertos de oreja realistas es algo más que superficial.