De acuerdo con los expertos se trata de un “gran avance”, en el tratamiento de las enfermedades cardiovasculares y la prevención del rechazo de los trasplantes.

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Hacen un corazón en 3D con impresora fabricada por quetzalteco

Los investigadores presentaron a la prensa ese corazón inerte del tamaño de una cereza inmerso en un líquido.

Pese a que subsisten numerosos obstáculos, los científicos esperan “imprimir” corazones en 3D que puedan ser trasplantados con un riesgo mínimo de rechazo en los pacientes que ya no dependerán de un eventual donante de órganos.

“Es la primera vez que se imprime un corazón integralmente con sus células y sus vasos sanguíneos. Es la primera vez que se utiliza materia y células provenientes del paciente”, dijo el profesor Tal Dvir, director del equipo de investigación.

“Ya se ha conseguido imprimir la estructura de un corazón en tres dimensiones antes, pero no con células y vasos sanguíneos”, remarcó Dvir.

Estudios de medicina regenerativa, un sector en el cruce entre la biología y la tecnología, permitieron imprimir en 3D tejidos simples, pero sin vasos sanguíneos.

Esta vez los autores del estudio crearon un procedimiento que permite no sólo producir, a partir de células obtenidas en el tejido del paciente, el hidrogel que sirve para moldear los parches cardíacos vascularizados perfectamente compatibles con el receptor, pero también estructuras celulares enteras con sus principales vasos, como corazones, dicen en un artículo publicado en la revista científica Advanced Science.

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Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de mortandad en los países industrializados. Hasta ahora, los trasplantes de corazón son la única opción disponible para los pacientes con enfermedades graves de corazón.

Pero por la cantidad limitada de donantes, numerosos pacientes mueren antes de un trasplante. Cuando alguno beneficia de un trasplante, los cuerpos de muchos lo rechazan.

“Imprimimos un corazón entero que es completamente biocompatible con el paciente y no provocará respuesta inmunitaria”, subrayó Tal Dvir.

Por ahora, los corazones producidos son del tamaño del de un conejo, pero su tamaño podría aumentarse para alcanzar el de un corazón humano, dijo Tal Dvir.

Retos

“Quizás en 10 años haya impresoras de órganos en los mejores hospitales del mundo y estos procesos se llevarán a cabo de modo rutinario”, vaticinó, aunque su impresión es que se empezará con órganos más simples que el corazón.

La multiplicación de una cantidad suficiente de células cardíacas en los biorreactores para lograr crear los tejidos necesarios para un corazón de tamaño humano es un punto crucial.

Al igual que el “proceso de maduración”, por el que las células del nuevo corazón podrán sincronizarse, provocar pulsaciones y finalmente permitir al órgano funcionar de manera autónoma.

La evolución tecnológica de las impresoras 3D podrá permitir obtener una mejor resolución y duplicar los pequeños vasos sanguíneos, y no sólo los más importantes como es el caso actualmente.

“Debemos seguir desarrollando el corazón impreso. Las células deben constituirse de una capacidad de bombeo, ahora pueden contraerse, pero deben trabajar juntas”, señaló Dvir.

En un primer momento se trasplantarán corazones impresos en animales, probablemente dentro de un año, estimó.

“No quiero dar un calendario para ensayos clínicos en el hombre”, dice.

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Según Vidal, de momento las impresoras 3D han entrado en las cocinas de grandes restaurantes y servicios de comida, pero en un futuro próximo aspiran a convertirse en un electrodoméstico más con fines gastronómicos.

“Con esta nueva herramienta puedes diseñar elementos, volúmenes y texturas para dar una vuelta más a las diferentes propuestas y los platos que hacen grandes restauradores”, asegura Vidal.

En un estudio realizado en octubre, la consultora Gartner auguraba que en 2016 se venderían más de 455 mil unidades de impresoras 3D, una cifra que de cara al 2020 se incrementará, según los cálculos de la consultora, hasta exceder los 6,7 millones de unidades.

Aunque todavía no están implantadas entre el consumidor final, Vidal ve ventajas en el caso de alergias e intolerancias alimentarias.

“Cuando haya algo que se tenga que controlar mucho, como puede ser una alergia alimentaria o una intolerancia al gluten, puede ser útil. Puede ayudar a esquivar algún nutriente”, afirma el nutricionista.

Varias empresas se han interesado por la impresión 3D de comida. Una es Natural Machines, empresa emergente con sede en Barcelona que comercializa la Foodini, una máquina que funciona con cápsulas e imprime una gran variedad de alimentos, tanto dulces como salados.

En el extranjero, otras compañías también se han lanzado a trabajar esta técnica, como la estadounidense 3D Systems, que ha ideado la Chefjet y la Chefjet Pro y ha impulsado el 3D Culinary Lab para estimular la innovación gastronómica; la canadiense ORD Solutions, que ha impulsado la RoVaPaste Hybrid Food 3D Printer; o la también estadounidense Systems and Materials Research, que prepara un modelo que pueda nutrir de manera sana a los astronautas.

Vidal lamenta que, aunque pueda ser útil para determinados grupos de personas, por el momento esta tecnología “no es accesible para todos” entre otras cosas por su precio, “que supera en muchos casos los US$1 mil.

Por ello, hasta ahora solo se han introducido en la restauración y principalmente en establecimientos innovadores y de cierto nivel.

La mayoría de impresoras 3D de comida funcionan de manera similar a una manga pastelera: van añadiendo capas y capas de comida y es habitual que se empleen con ingredientes cremosos y no duros, como chocolate, crema de queso, pasta, helado, mermelada, mostaza o crema de cacahuete.

Vidal puntualiza que todavía no se puede imprimir con todo tipo de ingredientes. “Este es un reto que tiene todavía la industria, junto con la introducción de la cocción, ya que la mayoría de máquinas no cuecen y se necesita terminar el plato en el horno, en la sartén o en la olla”, indicó.

Para imprimir una pizza o un pastel, hay que proveer la máquina de la materia prima, programarla y esperar a que prepare el plato, un proceso que puede tardar desde sólo cinco minutos hasta veinte o treinta, dependiendo de la receta y la dificultad.

En muchos casos, las impresoras 3D se emplean y tienen éxito en la repostería porque, según indica Vidal, “la pastelería siempre es muy exacta. En esta necesidad, también veo un sentido. Ahora bien, imprimirte la cena, no lo veo”.

Si alguna vez se preguntó cómo es que funciona una impresora 3D o nunca había oído hablar de esta tecnología, en esta edición le explicamos cómo funcionan y cómo llevan de la pantalla al mundo real cualquier diseño.

Marvin Calderón, de Grupo Master, hizo una demostración de esta tecnología recientemente en Prensa Libre, con la impresora Dremel Idea Builder 3D40.

El equipo utiliza un solo extrusor —el aparato que “imprime”—, y funciona a base de Poliácido láctico, conocido también como plástsico PLA, el cual derrite para hacer las impresiones.

Paso a paso, en imágenes

Así imprime la Dremel Idea Builder 3D40:

Sidney Fearon, representante de la empresa 3D Systems, comenta que desde se formó la misma hace dos años la demanda ha crecido casi “exponencialmente” especialmente en los últimos doce meses. “Recibimos entre 10 a 15 llamadas durante la semana para realizar prototipos en 3D aunque nosotros no brindamos el servicio”.

Fearon agregó que en el país ya hay impresoras 3D para formar o imprimir diferentes piezas con una variedad de materiales. Es posible emplear metal y hacer piezas funcionales, también existen otro tipo de impresoras full color útiles para imprimir maquetas de arquitectura a todo color y con los detalles de textura que sean necesarios.

Como materia prima se pueden emplear resinas plásticas, yeso, madera, cemento y hasta hierro. Aunque también es posible combinar materiales para la repostería y confitería, usando azúcar, chocolate y otros insumos comestibles.

Versatilidad

El manejo de las impresoras 3D es tan versátil que en la actualidad las usan artistas, arquitectos, dentistas y diseñadores en general. También instituciones como la NASA y compañías como Nike, Apple, Rolls Royce y Lamborghini, entre otras, se han dado cuenta que tener una impresora de este tipo es mejor que mandar a fabricar ciertas piezas de sus vehículos o gastar más en pedir a terceros la elaboración de prototipos.

Por ejemplo, en medicina ya se cuenta con materiales biocompatibles y se han diseñado máquinas especiales con usos específicos para odontología o para la fabricación de prótesis.

Sin ir muy lejos, en Costa Rica los científicos están trabajando en restituir el pico de Tucán.

Se trata de Grecia, un tucán macho que fue nombrado así por la zona en la que se encontró. El ave fue lastimada por un grupo de jóvenes y es un milagro que siga vivo pues su pico es indispensable para su alimentación y aseo.

4 empresas en ese país se han sumado al proyecto y se propusieron construir una prótesis para el pico de Grecia impreso en 3D. Según las noticias, desde febrero pasado se trabaja en el diseño y los prototipos puesto que la misma debe ser de un material ligero y resistente. Esta es la primera vez que el proceso se aplica en Centroamérica, aunque en países como Estados Unidos ya se ha empleado para restaurar el pico de un águila y de un pingüino.

Los precios

En Guatemala ya se pueden adquirir este tipo de impresoras. Una máquina para imprimir piezas pequeñas podría costar de aproximadamente US$1 mil 500. Otra impresora de gama más alta, en la que no cuenta el tamaño sino el tipo de materia prima que utiliza como en el caso del metal, podría valorarse por alrededor de US$300 mil.

Es útil especialmente para una empresa en donde se tienen que reemplazar muchas piezas, solo basta con tener su archivo en 3D y al momento de necesitar un repuesto solo se imprime.

Fearon asegura que los materiales metálicos se pueden emplear incluso para piezas de alta precisión expuestas a condiciones extremas como temperaturas o tensiones fuertes tales como las que se experimentan en la industria siderúrgica o en lugares como los ingenios azucareros.

“Si alguien necesita cambiar una pieza, la busca en sus archivos 3D, la manda a imprimir y en cuestión de medio día ya la tiene de nuevo en lugar de mandarlas a pedir y esperar a que la lleven”, afirma Fearon.

Dependiendo del tipo de material a emplear así podría ser el precio de la materia prima. Para una impresora básica un cartucho podría costar US$50 mientras que para una más compleja como full color para trabajar en yeso el valor podría ser de aproximadamente US$120.