Células madre como materia prima de impresoras 3D (extensión)

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Conceptos básicos de la idea a tratar

Para avanzar más a fondo en el tema, es necesario desglosar los conceptos básicos de esta revolucionaria técnica médica. Hay dos conceptos básicos: “las impresoras 3D” y “las células tronco o células madre”. Las impresoras 3D son una innovación científica moderna que permite estructurar objetos en los tres planos (x,y y z) teniendo como elemento primo un tipo específico de plástico. Esta impresionante novedad tiene la intención de transformar a tridimensional, modelos bidimensionales computarizados. Por otro lado, las células madre o también llamadas tronco, son tipos de células especializadas con capacidades genésicas impresionantes, las cuales todavía no son exploradas profundamente por los científicos. Al juntar ambos conceptos, llega una noción a la cabeza de todos, “¿Por qué no utilizar células tronco como materia prima de las reconocidas impresoras 3D? “, la verdad es que, ya se empezó a trabajar con esta idea.

            Las impresoras 3D son novedosos modelos de impresoras que tienen la capacidad de, a través de cultivo de células madre, reproducir tejido humano. Un tejido, es un conjunto de células, y se recalca “humano” porque los tejidos animales son muy diferentes que los humanos en cuanto a características genéticas. No obstante, esto no significa que cualquier tejido humano tiene la capacidad de reparar cualquier órgano, de cualquier humano, de ahí nace un nuevo concepto, el rechazo. El rechazo, hablando medicamente, es una respuesta que da el organismo ante la llegada de un nuevo elemento, sea patógeno, o algo como un tejido humano que no llegue a cumplir los requerimientos del organismo.

Estudios realizados y futura comercialización

Al ser un tema tan revolucionario, es fuente de inspiración para una incontable cantidad de escritores científicos, y de científicos propiamente dichos. Se han realizado varios estudios y experimentos alrededor del tema. Una empresa llamada “Organovo” ya se encargó de crear un nuevo mercado, el mercado de los tejidos humanos con fines medicinales. Esta empresa, tiene como objetivo, para el final del año 2016, empezar a comercializar tejido hepático para clientes con enfermedades del hígado. Esto no pudo haberse llevado a cabo sin investigaciones previas. Por ejemplo, en Escocia se ha invertido varios millones en este tema, logrando por fin, la implementación de un tendón, en un ratón, consiguiendo un porcentaje de 0% de rechazo, es decir, éxito. En otro país reconocido por sus avances tecnológicos, Japón, específicamente en la Universidad de Yokohama, se consiguió crear micro riñones y micro cerebros humanos, con el fin de investigarlos sin necesidad de gastar grandes cantidades de materia prima.

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Características físicas

Las características de las impresoras 3D de células madre van a variar según la marca y modelo de la misma, sin embargo es posible concluir un diseño o modelo común con características esenciales de esta herramienta. Con una formación base de acrílico o metal puro, logra tener una mesa de trabajo de 230mm x 230mm con una altura de 200mm. La forma será similar a la de un microscopio, pero con un pico para plasmar el contenido que se desea transportar al plano real. En cuanto a la máquina, depende también la potencia del motor. Puede variar desde 15 Ncm (baja calidad) hasta 60 Ncm (alta calidad)

Desarrollo

Descripción en cuanto a funcionamiento y métodos de obtención de materia prima

Las impresoras en 3D utilizan distinguidos softwares en computadoras especializadas, que se encargan de codificar la información ingresada por el usuario, para que sea legible para el lector de la impresora 3D. Esto quiere decir, que se puede ingresar adecuaciones específicas al sistema de la computadora, y la impresora procederá a imprimir exactamente lo que se indicó. Estas utilizan diferentes polímeros para la compactación de los productos que se van a compactar, en general, se utilizan polímeros y polvo, el cual podrá ser aglomerado con ayuda de un tinte especial, o podrá ser recargado energéticamente con ayuda de un láser. Será un poco diferente en el caso de que la materia prima sean células. Para conseguir esta, se van a crear numerosos campos de cultivos de células madre, con el fin de obtener abundante cantidad de estas, y poder aplicarlas siempre como base elemental en las impresoras.

Se usará como tinta las células conseguidas a partir de las células tronco, y se seguirá de ahí, el mismo proceso que siguen las impresoras 3D normales, transformar un modelo bidimensional instituido principalmente por la computadora, en un modelo tridimensional de tejido, u órgano, el cual podrá ser implantado con las técnicas médicas convencionales.

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Aplicación de la impresora 3D a base de células madre en la realidad

Como ya fue mencionado previamente, las células madre usadas a través de la tecnología moderna, y con buenos fines, son capaces de ayudar enormemente al desarrollo humano. Actualmente, la universidad de Herriot-Watt junto con Rosline Cellab utiliza sus recursos para cultivar células madre de linajes diferentes en ambientes de laboratorio (20minutos, 2013). De aquí a unos años, se podrán desarrollar órganos a partir de esta inovación, los cuales, pre-programados a voluntad del técnico informático y con orientación médica,  se adecuarán selectivamente a las exigencias fisiológicas del paciente que va a recibir el órgano.

Esto conlleva a la humanidad a abrir una nueva puerta, la renovación y mantenimiento periódicos de órganos, que seguramente se llevará a cabo una vez que el órgano, deje de funcionar, o que ya no rinda lo mismo. Se tiene previsto que, para corregir estas defunciones, se generara únicamente la sección perjudicada del órgano, con la intención de trasplantarlo en ese lugar. Si el caso es más grave, e incluye a todo un órgano, como por ejemplo el hígado, que tiene como unidad básica anatómica los hepatocitos, se procederá a generar el órgano entero, con las respectivas instrucciones electrónicas. Este es un área que tiene pista libre para desarrollarse.

Actualmente, se utiliza un concepto parecido, es decir, comparte el mismo objetivo, ayudar a la humanidad a superar percances relacionados con la integridad corporal, pero se la utiliza en crear elementos anatómicos abióticos que puedan llenar el espacio de alguna necesidad que tenga el organismo. Por ejemplo, ya se han creado mandíbulas sintéticas, con el objetivo de reemplazar la mandíbula inservible de personas que han sufrido de algún traumatismo lo suficientemente severo como para inutilizar este hueso. Pero, esta mandíbula abiótica no posee las mismas características que posee una que está hecha de osteocitos, osteoblastos, osteoclastos, y todos los subelementos que se encuentran en un hueso humano.

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Implicaciones positivas y negativas de los trasplantes de órganos sintéticos

Todo procedimiento médico tiene sus implicaciones positivas y negativas. Entre las positivas, obviamente, está el desarrollo de nuevas tecnologías. Esto, abrirá la puerta a un millón de puertas más, dando origen a una exuberante gama de futuras investigaciones científicas, es decir, ayudara al crecimiento y entendimiento intelectual del ser humano. A parte de este beneficio, tendremos el más representativo e importante, la mejora de la calidad de vida del ser humano. El ser humano será capaz de vivir muchos años más de los esperados, ya que, por ejemplo, si el corazón de una persona empieza a fallar, simplemente se procede a crear uno nuevo, y reemplazarlo, dándole varios años de vida más al ser humano. “La técnica nos permitirá crear modelos más precisos de tejidos humanos que son esenciales para el desarrollo de fármacos in vitro y las pruebas de toxicidad” (Shu, 2013).  Cabe recalcar, que también será útil para experimentar fármacos que pueden tener efectos nocivos o perjudiciales para un ser humano, en órganos humanos sintéticos.

Por otro lado, se pueden apreciar las complicaciones que podría tener este sistema. Al ser mediado por un computador, es susceptible a errores técnicos que podrían alterar un punto del órgano o tejido en su expresión mínima y casi impalpable, pero que puede ser causante de un rechazo por medio del sistema inmunitario del paciente, causando varias complicaciones médicas. Al crear órganos, varios grupos radicales van a protestar en contra de un supuesto atentado por ridiculizar a Dios. También puede emerger la posibilidad de que, en algunos años, se pueda contrarrestar la muerte, alterando el orden natural, y rompiendo las barreras del tiempo, esto causaría una desmoralización global, y al fin y al cabo sería un problema más que una solución.  

Otras aplicaciones

Las impresoras 3D con células madre, como ya fue especificado previamente, tiene gran cantidad de usos. Siendo el principal, la creación de órganos para uso quirúrgico. Las otras aplicaciones, o aplicaciones colaterales encierran un pequeño grupo de actividades menos relevantes. Entre esas, el desarrollo de órganos con fines farmacéuticos, es decir, en vez de utilizar animales conejillos de indias, se pueden utilizar miembros y órganos humanos, obviamente, teniendo más precisión en lo que se experimenta. Otro uso colateral que tienen las impresoras     3D con células madre, es que, con la actual carencia de cadáveres que hay en las universidades, serían exponentes muy importantes en el desarrollo del conocimiento médico, al poder crear diferentes secciones del cuerpo que pueden ser estudiadas sin ningún temor a arruinarlo por poca cantidad de material orgánico.

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Opinión

Personalmente me parece un poco nostálgico observar como la biotecnología ha avanzado tan extensamente en este sentido. Con las cantidades de muertes que hay anualmente, por falta de donantes de órganos, esta innovación crea una esperanza y expectativa enorme sobre el desarrollo de la medicina. Esta área mixta compuesta por mecánica y genética tiene un camino libre de obstáculos hacia el futuro, por eso me atrevo a afirmar que, el futuro del mundo depende de la biotecnología.

 

Bibliografías

20minutos. (08 de 02 de 2013). Obtenido de http://www.20minutos.es/noticia/1725004/0/celulas-madre/impresoras-3d/fabricar-organos/

Crean células madre con impresoras 3D y abren el camino a la "fabricación" de órganos. (08 de Febrero de 2013). 20 minutos.

El Comercio. (18 de 12 de 2013). Obtenido de http://www.elcomercio.com/tendencias/salud/investigacion-celulas-madre-avanza-hacia.html

El Universo. (6 de 11 de 2014). Obtenido de http://www.eluniverso.com/vida-estilo/2014/11/06/nota/4189331/empresa-busca-crear-organos-impresora-3d

Larrondo, R. (30 de 12 de 2014). Impresora3DPrinter. Obtenido de http://impresora3dprinter.com/tag/celulas-madre/

Shu, W. (06 de Febrero de 2013). Científicos ingleses crean células madre con impresoras 3D. (E. d. "EUROPAPRESS", Entrevistador)

Tecnología El País. (6 de 02 de 2013). Obtenido de http://tecnologia.elpais.com/tecnologia/2013/02/06/actualidad/1360177637_908943.html