La idea de imprimir directamente en el interior del cuerpo puede parecer ciencia ficción, pero los resultados en pruebas con ratones y conejos ya muestran aplicaciones prometedoras: desde liberación controlada de fármacos hasta regeneración de tejidos y monitoreo de funciones corporales.
Cómo funciona esta tecnología
Todo empieza con una bio-tinta especial, que se inyecta en el cuerpo. Esta bio-tinta contiene:
- Polímeros, que actúan como ladrillos de construcción.
- Agentes de entrecruzamiento, que unen esos ladrillos para formar una estructura firme.
Sin embargo, hay un truco para evitar que la estructura se forme de inmediato: los agentes de entrecruzamiento están encapsulados en liposomas, pequeñas burbujas con una membrana que solo se rompe al alcanzar los 41,7 °C, una temperatura ligeramente superior a la corporal.
Aquí entra el papel del ultrasonido enfocado. Al dirigir un haz de ultrasonido al lugar deseado, se genera calor localizado que perfora los liposomas, liberando los agentes y permitiendo que se forme el hidrogel en ese sitio específico. Así, la impresión se realiza directamente dentro del cuerpo, a varios centímetros de profundidad, incluso en músculos u órganos internos.
Ventajas frente a otras técnicas de impresión médica
En trabajos anteriores se había explorado la impresión con luz infrarroja, pero esta sólo penetra superficialmente en la piel. El ultrasonido, en cambio, puede alcanzar hasta 4 centímetros de profundidad, lo que abre muchas más posibilidades terapéuticas.
Otro punto fuerte es su biocompatibilidad. En las pruebas, los investigadores no encontraron toxicidad asociada al hidrogel, y los residuos de bio-tinta que no se solidifican se eliminan de forma natural en aproximadamente una semana.
Aplicaciones médicas: de la quimioterapia localizada a los sensores implantables
Una de las pruebas más llamativas fue la impresión de un hidrogel cargado con doxorrubicina, un medicamento utilizado en el tratamiento del cáncer. Se probó en cultivos 3D de células de cáncer de vejiga, y el resultado fue una mayor tasa de muerte celular en comparación con la inyección directa del fármaco. Esto sugiere que el hidrogel puede actuar como una especie de «depósito inteligente» que libera el medicamento de forma sostenida.
Pero las aplicaciones no terminan ahí. Los investigadores también experimentaron con bio-tintas conductoras, utilizando nanotubos de carbono y nanohilos de plata. Estas podrían emplearse para crear sensores implantables capaces de medir la temperatura o registrar señales eléctricas del corazón y los músculos, como si fueran un electrocardiograma desde el interior del cuerpo.
Monitoreo en tiempo real: ver para saber que está funcionando
Para asegurarse de que la impresión funciona correctamente, el equipo usó vesículas de gas como agentes de contraste que cambian su señal al producirse la reacción de entrecruzamiento de los polímeros. El ultrasonido recoge esas señales y permite verificar en tiempo real que el material está siendo impreso donde se desea.
Es como tener un GPS interno que te muestra dónde y cuándo se está construyendo la estructura.
Un futuro con impresoras invisibles dentro del cuerpo
El equipo de Caltech está preparando pruebas en animales de mayor tamaño, y a largo plazo esperan adaptar el sistema para funcionar incluso en órganos que se mueven, como un corazón latiendo. Para lograr esto, planean incorporar inteligencia artificial que permita ajustar el haz de ultrasonido en tiempo real.
Imagina un sistema que pueda imprimir tejido de soporte justo en la zona afectada del corazón, sincronizado con cada latido. Esa es la dirección a la que apunta esta investigación.
Impacto potencial: medicina más precisa y menos invasiva
DISP podría significar un cambio profundo en la forma en que se tratan ciertas enfermedades. Desde el tratamiento localizado de tumores, hasta la creación de «andamios» para que las células se regeneren tras una lesión, las posibilidades son vastas.
Y al evitar cortes y cirugías mayores, también se reducen los riesgos, el tiempo de recuperación y los costos hospitalarios.
En definitiva, se trata de una técnica con gran potencial, que aún debe superar el desafío de los ensayos en humanos, pero que ya está mostrando resultados muy prometedores.
☞ El artículo completo original de Natalia Polo lo puedes ver aquí
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