Piel artificial y realista para avances médicos
A través de una colaboración con L’Oréal, investigadores de la Universidad de Oregon han diseñado un nuevo modelo de piel creado mediante bioingeniería que podría mejorar las pruebas de productos para el cuidado de la piel e innovar en la cura de la piel dañada.
El avance, llevado a cabo con una novedosa técnica de impresión 3D, es una piel artificial multicapa que imita con mayor precisión la piel humana real y que puede crecer en sólo 18 días.
“Este es el primer caso conocido de replicación de tejido cutáneo de calidad en todo su espesor, utilizando diferentes tipos de células separadas por una membrana“, dijo Ievgenii Liashenko, ingeniero de investigación en el laboratorio.
La piel real tiene múltiples capas, con diferentes tipos de células que realizan distintas funciones. Y en el cuerpo, las células están sustentadas por una red externa de proteínas y otras moléculas. Este sistema, llamado matriz extracelular, ayuda a las células a mantenerse en posición y comunicarse con sus vecinas, lo cual es clave para que todos los sistemas funcionen correctamente. Para replicar este entorno complejo, los investigadores diseñaron una piel artificial de dos capas, con las capas separadas por una membrana.
Investigadores del laboratorio y L’Oréal desarrollaron conjuntamente andamios de plástico que imitan la matriz extracelular a través de una red de hilos impresos en 3D finamente estructurados. Luego, los investigadores de L’Oréal cultivaron células en esos armazones para crear la piel artificial, con diferentes tipos de células creciendo en cada capa. La membrana evita que las células de las diferentes capas se mezclen a medida que se desarrollan. “Otros intentos no tienen las mismas capas; en realidad parece piel real”, dijo Paul Dalton, profesor de investigación Bradshaw y Holzapfel en Ciencias Transformacionales y Matemáticas.
Los andamios subyacentes se asemejan a un material de malla hecho de muchos hilos parecidos a espaguetis, cada uno de ellos mucho más delgado que un cabello humano. Para fabricar el andamio poroso, los miembros del equipo de Dalton utilizaron una técnica de impresión 3D que desarrollaron llamada electroescritura por fusión. En esa técnica, un campo eléctrico tira del plástico de impresión fundido desde una boquilla hasta formar un hilo fino, lo que permite un control muy preciso sobre la impresión.
Otras técnicas permiten la fácil fabricación de piezas más grandes, pero a expensas de la resolución. La electroescritura fundida cierra esa brecha, permitiendo a los ingenieros crear objetos relativamente grandes con detalles finos. Los investigadores descubrieron que el nuevo modelo de piel se puede cultivar en sólo 18 días, en lugar de los 21 a 35 días que tomaba crear modelos anteriores de piel artificial basados en andamios. Eso hace que su uso sea más viable en pruebas de laboratorio comerciales.
Actualmente, L’Oréal utiliza la piel artificial para probar cosméticos y productos para el cuidado de la piel. En el futuro, tanto el equipo de Dalton como los investigadores de L’Oréal planean explorar muchos otros usos potenciales del andamiaje subyacente en la ingeniería de tejidos cutáneos. Otras posibles aplicaciones relacionadas con la piel incluyen la curación de úlceras del pie diabético y la creación de injertos de piel para pacientes quemados. Más allá de la piel, los andamios desarrollados por el equipo de Dalton podrían respaldar innumerables aplicaciones biomédicas, como vasos sanguíneos artificiales y estructuras para ayudar a regenerar los nervios dañados.
