En tan solo 30 minutos los científicos obtienen un modelo 3D del menisco dañado a partir de un polímero biodegradable enriquecido con factores de crecimiento humanos
Una de las ventajas de la tecnología de impresión 3D es la posibilidad de realizar un prototipado rápido de cualquier objeto inimaginable, con un coste muy por debajo de los procesos de fabricación tradicionales en un espacio de tiempo relativamente corto. Ya lo vimos hace tiempo con la producción de prótesis ortopédicas low cost y sus innovadoras aplicaciones en el campo de la medicina. Por eso un grupo de científicos ha ideado una novedosa forma de regenerar un menisco humano con un implante fabricado con impresión 3D.
Actualmente, la posibilidad de regenerar un menisco con un desgarro se reduce a los casos donde los daños son pequeños y es viable coser los trozos estabilizándolos de nuevo en su lugar. Sin embargo, en los casos más graves los médicos optan por extirpar quirúrgicamente el menisco dañado dejando al paciente sin el protector natural de la rodilla, incrementando así el riesgo de sufrir futuras lesiones.
En los casos donde se efectúa una extirpación total del menisco se puede realizar un trasplante a partir de tejido extraído de otras partes del cuerpo del paciente. Pero, además de los riesgos derivados de la operación, las garantías de éxito de este tipo de operaciones quirúrgicas son relativamente bajas.
La nueva técnica regenerativa desarrollada por un equipo del Centro Médico de la Universidad de Columbia, Nueva York, pretende mejorar las expectativas de éxito de los casos de extirpación total del revestimiento que protege la rodilla sustituyéndolo por un implante personalizado impreso en 3D, al cual se le inyectan factores de crecimiento humanos para que el propio cuerpo regenere de forma natural dicho revestimiento.
El proyecto de investigación dirigido por Jeremy Mao podría paliar un problema muy común en millones de personas de todo el mundo cada año, que conlleva la inflamación dolorosa del menisco y posibles complicaciones posteriores. Con esta terapia innovadora de reparación efectiva y duradera de meniscos dañados, Mao espera inaugurar una nueva era en las técnicas actuales de regeneración de tejidos humanos gracias a la tecnología de impresión 3D.
Para su aplicación, el equipo de Mao empieza escaneando el menisco de la rodilla no dañada mediante una resonancia magnética o MRI, con el propósito de utilizar las imágenes obtenidas para confeccionar un modelo digital en tres dimensiones. A continuación, los datos obtenidos son enviados a una impresora 3D para imprimir una estructura con la forma exacta del menisco con una resolución de hasta 10 micrones.
En tan solo 30 minutos, los científicos son capaces de imprimir un modelo tridimensional del menisco a partir de un polímero biodegradable llamado policaprolactona, utilizado habitualmente por los cirujanos para realizar suturas quirúrgicas. Para inducir al cuerpo a generar tejido meniscal en torno a dicho implante, el equipo del Dr. Mao encontró en la liberación secuencial de dos proteínas humanas la solución idónea para tratar de atraer células madre ya presentes en el cuerpo y poder regenerar dicho tejido.
Para su correcta liberación en áreas específicas del implante 3D enriquecido con dichas proteínas, se optó por su encapsulado en dos tipos de microesferas poliméricas de disolución retardada. Una vez insertado en la rodilla, es posible regenerar el menisco dañado en un plazo aproximado de entre 4 y 6 semanas, momento a partir del cual la estructura polimérica impresa en 3D se disuelve y es eliminada por el cuerpo humano.
La técnica desarrollada por el equipo del Dr. Mao ha sido testada con éxito en ovejas y se espera insertar el primer implante en humanos en poco tiempo, aunque los pacientes afectados por esta dolencia tendrán que esperar cierto tiempo hasta ser operados con esta novedosa técnica efectiva y duradera basada en la impresión 3D de meniscos personalizados biodegradables.
Imágenes | vía Columbia University
