Seleccionar página

Actualmente, miles de personas están esperando en la lista de trasplantes de órganos como riñones, corazón e hígado. Desafortunadamente, no hay suficientes órganos de donantes disponibles para satisfacer esa demanda. Tampoco puede donar un órgano como un corazón mientras el paciente está vivo. ¿Qué pasaría si en lugar de esperar, pudiéramos crear un nuevo órgano personalizado? Esa es la idea detrás de la bioimpresión.

Esta tecnología aún está en desarrollo pero ya existen impresoras capaces de hacer lo imposible hace unos años. El consenso es que, en lugar de imprimir las células capa por capa como en la impresión 3D normal, la impresión 3D de los órganos debe realizarse imprimiendo andamios en los que las células puedan crecer y desarrollarse hasta convertirse en un órgano de tamaño completo.

Como puede imaginar, con una empresa de este tipo a la vanguardia que combina tecnología de impresión 3D, medicina y biología, esto no es algo que tenga un precio bajo. Discutamos los costos de imprimir órganos.

El costo de los órganos de impresión 3D está cambiando a medida que evoluciona la tecnología. El tejido vivo se imprimió con éxito con una impresora 3D de $ 1000, mientras que las bioimpresoras más especializadas cuestan más de $ 100,000. Otros costos involucrados incluyen biotintas que comienzan en cientos de dólares, investigación asociada y el costo de operadores altamente calificados durante 10 semanas o más por órgano. No es raro que el costo inicial de traer una tecnología de bioimpresión al mercado sea de decenas de millones de dólares.

Según la Fundación Nacional de Trasplantes, un trasplante de riñón estándar puede costar hasta 300.000 dólares. Pero en comparación con eso, si un riñón se imprime a través de una impresora y si son adecuados para su uso en el cuerpo humano, el costo será mucho menor. Empresas como Bioscience, Volumetric, FluidForm, Printivo están trabajando en servicios de órganos impresos en 3D.

No todo es fácil, y las empresas pioneras en este espacio tienen que enfrentar enormes costos iniciales de millones de dólares para llevar su tecnología al mercado. Las pérdidas operativas pueden ser muy altas. Los fondos suelen obtenerse de subvenciones e inversores privados. Otra limitación es pasar por todos los trámites burocráticos habituales y probar el tejido primero en animales y finalmente en humanos años más tarde si se aprueba.

¿De qué están hechos los órganos impresos en 3D?

El mundo de la bioimpresión tridimensional o impresión 3D de órganos es muy complejo. Se utilizan polímeros como la hidroxiapatita, el titanio, el quitosano y el colágeno que deben ser biocompatibles y capaces de que las células se adhieran a su andamio y se conviertan en un órgano.

Biotinta:

Una biotinta, que se puede considerar como tinta de impresora para bioimpresión, es un material de hidrogel combinado con células. El uso de tintas biológicas proporciona una alta reproducibilidad y un control preciso sobre las construcciones fabricadas de forma automatizada.

Los biotintas pueden apoyar el crecimiento de varios tipos de células. Vienen como un gel listo para usar para imprimir modelos de tejidos en 3D. Son versátiles y biodegradables. BioInk se puede utilizar para el cultivo de tejidos a largo plazo, como muchas semanas.

OsteoInk:

El material de fosfato de calcio para la impresión de tejidos en 3D se llama OsteoInk. OsteoInk es una pasta de fosfato de calcio lista para usar para ingeniería estructural. OsteoInk es un biomaterial altamente osteoconductivo cercano a la composición química del hueso humano. Se utiliza para fabricar varios tipos de tejidos duros en el cuerpo humano, como huesos, cartílagos o andamios estructurales.

OsteoInk se puede combinar con BioInk para crear modelos miméticos de tejido 3D complejos. Controla la singularidad de la bioimpresora al permitir la fabricación de forma libre del modelo de tejido, creando capas de tejido, formación de poros y estructura biológica. BioInk se usa a menudo con OsteoInk para reducir la opacidad.

Además de BioInk y OsteoInk, para la bioimpresión 3D se utilizan ingredientes especiales como agarosa, colágeno, alginato, polietileno, glicol y gelatina.

¿Por qué es difícil imprimir órganos?

El trasplante de órganos impresos en 3D podría ser una revolución en la ciencia médica. Sin embargo, muchos problemas se interponen en el camino. Los investigadores están trabajando arduamente para crear un órgano directamente reemplazable. Muchas empresas están trabajando día tras día para hacerlo posible. Constantemente enfrentan muchos problemas mientras realizan esta investigación. Al igual que con los trasplantes de órganos en el cuerpo humano y el rechazo, el receptor a menudo se enfrenta a algunos problemas. ¿Cuáles son esos obstáculos no resueltos? Veamos qué problemas tienen que atravesar los científicos en este trabajo.

Opciones limitadas para biomateriales:

Recolectar los biomateriales que se utilizan para sostener y estructurar las células que componen un órgano impreso funcional es una tarea difícil para los científicos.

Como se mencionó anteriormente, los polímeros sintéticos y el hidrogel se utilizan para la impresión de órganos en 3D. Los polímeros sintéticos son mecánicamente fuertes y adecuados para la impresión, pero pueden carecer de propiedades adhesivas celulares para apoyar el crecimiento celular. Mientras tanto, los polímeros naturales no son tan fuertes como los polímeros sintéticos, pero son mucho más adecuados para la unión, expansión y diferenciación celular.

Los científicos han impreso recientemente un corazón utilizando una bioimpresora 3D. El ingrediente principal del corazón artificial era el alginato, y se tomó de un tipo de alga que vive en las profundidades del mar. Eligieron la nanocelulosa y el alginato porque estos materiales de origen vegetal respaldan naturalmente el poder de las microarquitecturas vegetales para ayudar al crecimiento celular.

Mantenimiento de la forma del material blando:

La clave para imprimir órganos funcionales tridimensionales es mantener la integridad estructural del órgano. La forma del órgano artificial a menudo depende de la viscosidad de la BioInk utilizada en la impresora.

Los andamios biodegradables hechos de biomateriales se han utilizado a menudo para mantener la forma de tejidos bioimpresos y células de semillas, pero los defectos del andamiaje incluyen la estimulación de respuestas inmunitarias, así como el desprendimiento de células por toxicidad potencial y subproductos de descomposición.

Bioimpresoras:

Las impresoras se han convertido en uno de los principales problemas de la bioimpresión. Algunas fallas menores en el uso de órganos impresos en el cuerpo humano pueden convertirse en un problema importante. A menudo, toda la impresión se arruina debido a un error de hardware de la impresora. Se produce un error en la impresión de órganos cuando la impresora se interrumpe por algún otro motivo.

A continuación se muestra un buen video de TED Talk sobre cómo funciona la bioimpresión:

¿Qué impresoras 3D se utilizan para la impresión de órganos?

La bioimpresión se puede realizar con métodos basados ??en inyección de tinta y extrusión, así como con SLA, FDM y SLS.

BioInk se utiliza como material de impresión principal para las impresoras de órganos 3D. Una bioimpresora utiliza materiales poliméricos e hidrogeles celulares, como jeringas o pasta de extrusión profesional. Pero los plásticos se utilizan como material de impresión de las impresoras ordinarias. Por lo tanto, nunca se debe comparar una bioimpresora con una impresora normal. Actualmente, muchas empresas están trabajando en la fabricación y mejora de bioimpresoras.

Las bioimpresoras están disponibles en diferentes puntos de precio y calidades en el mercado. La bioimpresora fabricada por 'EnvisionTEC' es el último tipo de bioimpresora. Esta impresora convierte modelos 3D de ingeniería de tejidos asistidos por computadora y datos de TC de pacientes en un andamio 3D físico. Esta impresora se llama '3D Bioplotter'.

La 'NovoGen MMX' fabricada por Organovo es una bioimpresora de mucha mejor calidad. Han creado esto solo para su propio uso. Esta bioimpresora solo se usa para fabricar tejidos beneficiosos. Organovo no vende su tecnología 'NovoGen MMX'.

“Organovo BioPrinter” de NIH-NCATS está marcado con CC PDM 1.0

La bioimpresora '3DDiscovery' de RegenHU es una de las impresoras más caras. La impresora utiliza dos métodos de impresión y utiliza varios hidrogeles, bioactivos, células y materiales de matriz extracelular. Es capaz de habilitar redes de proteínas dinámicas así como interacciones célula/célula.

Estas son impresoras muy avanzadas. Además, hay algunas impresoras menos costosas disponibles en el mercado. Por lo general, estos comienzan en 10,000 dólares. Pero comprar una impresora de buena calidad puede costar hasta 200.000 dólares. Una de las impresoras menos costosas, 'Alpha & Omega' es una impresora 3D fabricada por '3Dynamic Systems'. Funciona con tecnología de extrusión basada en jeringas.

Los desarrolladores todavía están trabajando en algunos modelos sofisticados y de código abierto de impresoras 3D, que aún no han llegado al mercado. Sin embargo, la esperanza es que cuando salgan al mercado, las bioimpresoras 3D puedan usarse a un costo muy bajo y al alcance de todos.

Aquí hay una guía de precios para algunas de las bioimpresoras más caras.

Otros usos de la impresión 3D en medicina

La tecnología de impresión 3D es muy importante en el campo de la ciencia médica. Los órganos impresos en 3D se han utilizado como referencia en muchas cirugías grandes y complejas. Desde el cerebro humano hasta los huesos más pequeños del cuerpo, se ha utilizado la impresión 3D. Los modelos anatómicos impresos en 3D son importantes para la mejora médica. Los cirujanos pueden dedicar menos tiempo a la cirugía planificando y practicando una operación en una copia impresa en 3D personalizada del órgano de un paciente.

Espero que este artículo le haya dado una idea de lo que implica la impresión 3D de órganos, incluidos los costos. Haga clic en el siguiente enlace para aprender a imprimir cera en 3D.


Correo electrónico Imprimir Tweet

¿Cuánto cuesta la bioimpresión?

Sin embargo, las bioimpresoras 3D disponibles actualmente en el mercado tienen un alto costo (10 000 – 150 000 $) y una baja capacidad de personalización, mientras que también requieren consumibles costosos y personal altamente calificado para su operación y mantenimiento, lo que limita su aplicabilidad.

¿Hay órganos impresos en 3D disponibles?

Los científicos se encuentran en las primeras etapas, con muchos órganos impresos en 3D completamente funcionales que podrían estar a varias décadas de distancia. Tal como está, la tecnología puede ser extremadamente cara: las células para un corazón pueden costar 100.000 dólares. Los investigadores también se enfrentan a otros desafíos cruciales, como la integración de los vasos sanguíneos en el tejido.

¿Cuánto cuesta un corazón impreso en 3D?

Adam Feinberg ha estado utilizando la fabricación aditiva desde hace algunos años. Tal corazón de alginato impreso en 3D costaría solo $ 10, lo que podría permitir que varios hospitales implementen esta tecnología.

¿Cuánto se tarda en imprimir un órgano en 3D?

Cada tira tarda unos 45 minutos en imprimirse, y las células tardan otros dos días en crecer y madurar, dijo el director ejecutivo de Organovo, Keith Murphy. Los modelos pueden sobrevivir durante unos 40 días.

Video: 3d printed organs cost