Una técnica similar a las máquinas de algodón de azúcar puede ayudar a diseñar órganos artificiales

En concreto, según describen los autores en un artículo en la revista 'Advanced Healthcare Materials', han visto que esta técnica puede servir para producir un sistema capilar artificial de hidrogel en tres dimensiones capaz de mantener activas a las células durante más de una semana, una mejora espectacular con respecto a los métodos actuales que se están probando en el desarrollo de órganos artificiales.

"Hay quienes pueden pensar que este enfoque es un poco loco, pero ahora hemos demostrado que puede utilizarse para que redes de microfluidos imiten el sistema capilar del cuerpo humano en tres dimensiones", ha explicado Leon Bellan, profesor asistente de Ingeniería Mecánica que ideó esta asociación.

Expertos en ingeniería de tejidos llevan tiempo explorando el potencial de los hidrogeles para utilizarlos como andamio para que las células puedan sustentarse en el interior de órganos artificiales.

Su potencial hace que puedan imitar las propiedades de la matriz extracelular natural que rodea a las células en el organismo, al tiempo que permite a las células encontrar en ellos una fuente de nutrientes y oxígeno que favorecen su supervivencia.

Pero para que las células se mantengan vivas y funcionales, no obstante, es necesario construir una red de canales que permitan a los líquidos moverse por toda la estructura imitando al sistema capilar del órgano real.

En esta creación de sistemas capilares artificiales se pueden emplear dos métodos diferentes, de arriba a abajo o de abajo a arriba. Sin embargo, ha explicado Bellan, para esta segunda opción se tardan semanas y las células que están más alejadas de la fuente de producción suelen morir antes de que se haya construido la red capilar.

Por ello, este investigador probó la otra opción --de arriba a abajo-- imitando el método de hilado que usan las máquinas de algodón de azúcar para lograr sistemas capilares de 3 a 55 micras, con un diámetro medio de 35 micras.

EL ORIGEN, UNA MÁQUINA DE ALGODÓN DE 40 DÓLARES

Su investigación se inició precisamente con una de estas máquinas de algodón que compró por apenas 40 dólares, que probó con un hidrogel en lugar de con azúcar tras ver que lograba producir hilos del mismo tamaño que los capilares, una décima parte del diámetro de un pelo.

En investigaciones previas los científicos experimentaron con diferentes materiales hasta descubrir que el que funcionaba era uno conocido como PNIPAM (poli N-isopropilacrilamida), un polímero con la propiedad inusual de ser indisoluble a más de 32 grados y soluble por debajo de esa temperatura. Además, el material ya ha demostrado su utilidad en otras aplicaciones médicas.

Los investigadores utilizaron una máquina muy parecida que poner a girar una red de hilos de este material que luego mezclan con una solución de gelatina en agua a 37 grados de temperatura para, posteriormente, añadir las células humanas. El uso de la enzima transglutaminasa, conocida 'el pegamento de los alimentos', favorece la fusión de todos los compuestos.

"Nuestros experimentos demuestran que, después de siete días, el 90 por ciento de las células seguían vivas y activas, frente al 60-70 por ciento que se consiguen con otras técnicas", ha destacado Bellan, que a partir de ahora defiende que el siguiente paso es ver si sirve para diseñar redes capilares de diferentes tipos de tejidos para contar con una especie de "caja de herramientas base" que favorezca el desarrollo de diferentes órganos.