Investigadores del Berlin Institute of Health en la Charité (BIH) han desarrollado, en colaboración con la empresa Cellbricks, una impresora 3D capaz de crear un parche biológico. Este parche está diseñado para cerrar heridas extensas de forma precisa y podría ser una alternativa valiosa al injerto de piel propio, no solo para pacientes quemados en la Tierra, sino también para astronautas en la Estación Espacial Internacional (ISS) o en futuras misiones de larga duración. Los investigadores han comprobado que la impresión de estos parches biológicos funciona incluso en condiciones de ingravidez, mediante dos vuelos parabólicos, y han publicado sus resultados en la revista Advanced Science.
Las agencias espaciales de todo el mundo están renovando su interés por la Luna, y empresas privadas como SpaceX y Blue Origin ya están mirando hacia Marte. Sin embargo, para los astronautas, las misiones espaciales no son solo un desafío técnico. La forma en que se pueden atender médicamente a los astronautas en caso de lesiones, sin la infraestructura clínica de la Tierra, es crucial para el éxito de las misiones espaciales de larga duración. Investigadores del Berlin Institute of Health en la Charité han probado una impresora 3D en condiciones de ingravidez que puede imprimir parches biológicos para tratar heridas extensas, como quemaduras y abrasiones. Sus hallazgos se han publicado ahora en la revista Advanced Science.
Terapia de quemaduras: incluso el estándar de oro es subóptimo
Las quemaduras representan un gran desafío incluso en la Tierra, ya que a menudo son muy profundas y se extienden sobre una gran superficie. Dado que las heridas de la piel cicatrizan desde los bordes hacia adentro, el cierre de la herida puede tardar mucho tiempo y el riesgo de infección es alto. El estándar de oro para el tratamiento de quemaduras es actualmente el injerto de piel propio, para cubrir la herida y permitir que cicatrice también desde el centro. Sin embargo, tanto la extracción como el injerto presentan problemas, explica el profesor Georg Duda, último autor del estudio y director del Instituto Julius Wolff de Biomecánica y Regeneración Musculoesquelética en el BIH. “Desafortunadamente, a menudo se producen cicatrices, que no satisfacen ni al médico ni al paciente, ni desde el punto de vista médico ni estético”. En busca de una alternativa, los investigadores del equipo de Duda se encontraron con la empresa Cellbricks, que proporcionó los requisitos técnicos para la impresión 3D. El equipo de investigación se encargó de la tinta biológica.
Parches de piel directamente de la impresora 3D
“La tinta de impresión se basa en una mezcla de células de la piel vivas y una gelatina modificada que se endurece con la exposición a la luz ultravioleta”, explica Bianca Lemke, primera autora del estudio y estudiante de doctorado del profesor Duda. En el llamado Procesamiento Digital de Luz (DLP), la biotinta se solidifica capa por capa en la forma predefinida por la luz ultravioleta. La forma y el tamaño del cierre de la herida requerido se pueden ajustar individualmente. “La consistencia de la impresión es similar a la de una gominola. La tecnología también permite la impresión de pequeños canales, lo que permite la integración de vasos sanguíneos”.
Los parches de heridas de la bioimpresión 3D están disponibles casi de inmediato: la impresión tarda solo un máximo de una hora, independientemente del tamaño de la herida. Además, los parches se pueden personalizar para los pacientes utilizando sus propias células de la piel o células madre para la biotinta.
“Una solución individual para quemaduras también sería práctica para los astronautas en la ISS o en el camino a Marte”, dice Georg Duda. “Y fue en un simposio del Centro Alemán de Aeronáutica y Astronáutica (DLR) donde surgió la pregunta de si la bioimpresión 3D podría utilizarse también para la exploración espacial”. Por lo tanto, los investigadores del BIH probaron en un vuelo parabólico si la impresión también funciona en condiciones de ingravidez: ¿Se puede imprimir la tinta líquida igual que en la Tierra? ¿Se endurece la gelatina con precisión en la forma prevista? ¿Las células de la piel permanecen distribuidas uniformemente?
Los resultados de la impresión se mantienen estables incluso en condiciones de ingravidez
“La ingravidez en sí misma proporcionaría condiciones perfectas porque no habría fuerzas que actuaran sobre la impresión”, estima Bianca Lemke. “Sin embargo, en un vuelo parabólico esto solo ocurre durante 21 segundos por parábola, por lo que investigamos qué tan robusta es una impresión en condiciones de gravedad muy cambiantes durante un vuelo parabólico”. Durante un vuelo parabólico, se producen fuerzas de gravedad que van desde la ingravidez (0G) hasta la gravedad terrestre (1G) y casi el doble de la gravedad terrestre, también conocida como hipergravedad (1,8G).
Los resultados muestran que la bioimpresión mantiene capacidades de impresión estables durante todo el vuelo parabólico. Tanto en términos de precisión como de viabilidad celular (es decir, cuántas células de la piel sobreviven de la biotinta al parche de la herida), la impresión arrojó buenos resultados. Solo la distribución de las células varió: en las fases de hipergravedad, las células se concentraron fuertemente en un lado de la impresión. Aquí hay potencial para mejorar el proceso, dice Bianca Lemke. Pero esto también se debe al vuelo parabólico. En condiciones de ingravidez, las células deberían distribuirse uniformemente en la biotinta. Los investigadores están convencidos: si la impresión funciona en condiciones muy cambiantes, también funcionará en la ingravidez en el espacio.
“Con estos resultados de la impresión, algún día podríamos ofrecer a los astronautas un cuidado de heridas personalizado y también mejorar significativamente la terapia de quemaduras para los pacientes en la Tierra”, dice Georg Duda. “Aunque todavía queda un largo camino por recorrer”.
Publicación original:
Lemke B, et al., Duda G. Gravity-Tolerant In-Flight 3D Bioprinting Enabled by Stereolithography for Space Tissue Engineering. Advanced Science (2026). DOI: 10.1002/advs.202520715
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Características de este comunicado de prensa:
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Biología, Química, Ingeniería Mecánica, Medicina
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