Avances en el desarrollo biotecnológico de piel

El Dr Alberto Bolgiani, Médico especialista en quemados, Jefe de la Unidad de Quemados de la Fundación Benaim, Hospital Alemán y Director de la carrera de Especialización de Cirugía Plástica de la Facultad de Medicina de la Universidad del Salvador, publicó un artículo destacado sobre el desarrollo biotecnológico de piel titulado “Avances en el desarrollo de la ingeniería de tejidos aplicado a la piel utilizando bio-impresoras 3D para el tratamiento de pacientes con quemaduras”.

Resumen
En 1975, los Drs. *Burke y **Yahanas (*MGH- **MIT) fueron los primeros en desarrollar una idea y un prototipo de una dermis artificial. En el año de 1976, Green (*MGH) diseñó una lámina de queratinocitos in vitro. En 1980, se establece su utilidad clínica gracias a la mejora de la técnica.    En 1982, se elabora un sistema laminar de células. Mientras que, en el 2000, se logra el desarrollo in vitro de la dermis y epidermis.    

Posteriormente en el 2010 se desarrollan las impresoras 3D de piel con la capacidad de imprimir dermis y epidermis por medio de células del paciente con control de espesor y área de impresión.

El concepto de impresión 3D se desarrolló en los años 1980.  La idea de la impresión 3D para fabricar objetos fue establecida por Charles Hull en 1986.  Su idea consistió en que capas sucesivas de un material base podría ser añadido en el tope de cada uno para manufacturar (imprimir) objetos. Sachs llevó a cabo la primera impresión 3D de plásticos y metales5.  Luego, una serie de impresoras 3D han sido desarrolladas con diferentes aplicaciones. 

En Italia, en el 2002, se desarrolló una matriz de regeneración dérmica, Hyalomatriz, compuesta por ácido hialurónico y fibras silásticas, que imita la epidermis. En el 2003 en México, se llevó a cabo la técnica de cultivo de queratinocitos alogénicos, para la liberación de factores de crecimiento en lesiones cutáneas. En los últimos 10 años, han aparecido alrededor de 15 matrices de regeneración dérmica.

La impresión 3D ha tenido un gran impacto en ingeniería y medicina. En el campo de la medicina, una aplicación muy importante es en la ingeniería de tejidos, no solo para la fabricación de piel e injertos, sino también para realizar experimentos científicos en la evaluación y descubrimiento de fármacos. La bio-impresión de tejidos también puede ayudar al estudio de los trastornos y enfermedades de la piel.

Por medio de la bio-impresión 3D se obtiene la respectiva agregación capa por capa celular.  Esto permite la organización de múltiples tipos de células en una deseada estructura.  Luego se realiza el respectivo cultivo celular in vitro (3 a 4 semanas), permitiendo el respectivo crecimiento y maduración para lograr el tejido deseado y posterior aplicación a la zona receptora.  

Los métodos convencionales de ingeniería de tejidos (sin bio-impresoras 3D) tienen poca relación espacial entre los elementos individuales (células) del tejido deseado.  Por otro lado, con la técnica de bio-impresión 3D se mejora tanto la resolución espacial como en la reproducibilidad y la obtención de condiciones óptimas para la incubación y maduración celular.  

Por otro lado, el trasplante de órganos es uno de los tratamientos actuales de muchas patologías en ocasiones catastróficas, sin embargo, el suministro de donadores es limitado y así, la bio-fabricación de órganos y tejidos es una alternativa en un futuro próximo. 

Desde el año 2014, nuestro equipo de trabajo viene trabajando en esta línea de investigación, alcanzando el desarrollo de una tecnología que nos permitirá realizar en el quirófano injertos de piel con las células del propio paciente usando una bioimpresora de 2 brazos, uno para la capa dérmica y otro la capa epidérmica, del tamaño y espesor que el paciente necesite.