Investigadores de la Universidad de Harvard, en Estado Unidos, han fabricado el primer 'órgano en un chip', totalmente impreso en 3D y con sensores integrados, según informan en un artículo publicado en ‘Nature Materials’. Los órganos en chips imitan la estructura y la función del tejido y han surgido como una alternativa prometedora a la tradicional experimentación con animales.
En este caso, se trata de un corazón en un chip, construido por un procedimiento de fabricación totalmente automatizado y digital, se puede fabricar de forma rápida, permitiendo a los investigadores recoger fácilmente datos fiables para estudios a corto plazo y largo plazo.
Este nuevo enfoque de fabricación puede algún día permitir a los investigadores diseñar rápidamente órganos en un chip, también conocidos como sistemas microfisiológicos, que coinciden con las propiedades de una enfermedad específica o, incluso, con las células de cada paciente.
"Este nuevo enfoque programable para la construcción de órganos en un chip no sólo nos permite cambiar y personalizar el diseño del sistema integrando sensores sino que también simplifica drásticamente la adquisición de datos con facilidad", resalta Johan Ulrik Lind, primer autor del artículo y estudiante postdoctoral de la Universidad de Harvard.
"Nuestro enfoque de microfabricación abre nuevas vías para la ingeniería de tejidos in vitro, la toxicología y la investigación de detección de fármacos", dice el coautor del estudio Kit Parker, profesor de Bioingeniería y Física Aplicada de SEAS y miembro del Instituto Wyss.
Los investigadores de Harvard han desarrollado sistemas microfisiológicos que imitan la microarquitectura y las funciones de pulmones, corazón, lengua e intestinos. Sin embargo, el proceso de fabricación y la recogida de datos para los órganos en chip es caro y laborioso, ya que requiere cámaras de microscopía o de alta velocidad.
Seis tintas de impresión
Los investigadores desarrollaron seis tintas diferentes que integran sensores de tensión suaves dentro de la microarquitectura del tejido. En un procedimiento único y continuo, el equipo imprimeron en 3D esos materiales en un dispositivo microfisiológico cardiaco -el corazón en un chip- con sensores integrados.
"Estamos impulsando los límites de la impresión tridimensional mediante el desarrollo y la integración de múltiples materiales funcionales dentro de los dispositivos impresos", resalta Jennifer Lewis, coautora del trabajo.
El chip contiene múltiples depósitos, cada uno con tejidos separados y sensores integrados, lo que permite a los investigadores estudiar muchos tejidos cardiacos a la vez. Para demostrar la eficacia del dispositivo, el equipo realizó análisis de fármacos y evaluaciones a largo plazo de cambios graduales en la tensión de contracción de los tejidos cardiacos diseñados mediante ingeniería, que pueden suceder en el transcurso de varias semanas.
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