Científicos desarrollan vasos sanguíneos impresos en 3D para controlar presión arterial

Científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison han desarrollado vasos sanguíneos impresos en 3D que permiten a los pacientes controlar su presión arterial a distancia. 

Esta es una investigación prometedora dado que hoy en día, cuando los cirujanos reemplazan parte de un vaso sanguíneo, el vaso injertado se monitorea mediante tomografías computarizadas, ultrasonidos y otras técnicas costosas de imágenes. 

Solo en los Estados Unidos, 450.000 pacientes al año se someten a esta operación para tratar coágulos de sangre, enfermedades coronarias, daños por derrame cerebral y otras enfermedades cardíacas. Además, entre el 40% y el 50% de estos injertos fallan, razón por la cual los investigadores están intentando desarrollar soluciones para controlar la presión arterial con el fin de iniciar tratamientos más seguros desde el principio.

En la investigación, los científicos han conseguido desarrollar un material que reacciona a pulsos eléctricos acompasados a la presión arterial. 

«Este recipiente artificial puede producir pulsos eléctricos en función de la fluctuación de la presión, y así se puede determinar con precisión la presión sanguínea sin utilizar ninguna fuente de energía adicional«, explica Xudong Wang, director del proyecto, en la revista ‘Advanced Functional Materials’.

El vaso implantable, hecho de un compuesto flexible y capaz de monitoreo en tiempo real, se describe en el estudio publicado por la revista.

La arteria artificial está desarrollada a través de nanopartículas piezocerámicas de niobita de sodio y potasio con un polímero de fluoruro de polivinilideno. Dos ingredientes que modifican su polaridad al recibir impulsos eléctricos.

Según explican los investigadores en la revista especializada, la impresión de arterias 3D es el primer paso para seguir con las válvulas cardíacas artificiales y con posibilidad de control a distancia por un experto cardíaco.

Impresoras de tejidos humanos

Desde 2011, José Manuel Baena y Juan Antonio Marchal trabajan en la idea de la impresión de tejidos humanos. Regemat 3D es su solución empresarial especializada en la generación de tejidos tridimensionales.

Regemat 3D se fundó en 2015 y se encuentra en el Parque Tecnológico de la Salud de Granada. La compañía nació de otra empresa, Breca Health Care, que se fundó en 2011, y que está especializada en la impresión 3D de dispositivos médicos.

El mercado de la bioimpresión tridimensional alcanzará un valor de 1.647 millones de dólares en 2024, según un estudio de Markets and Markets. En el caso de esta empresa granadina está centrada en la creación de células de cartílago. En 2019 facturó cerca de 700.000 euros y ofrece máquinas de bioimpresión para desarrollar tejido humano.

El proyecto de la arteria surge del interés de investigación a largo plazo de Wang en nuevos materiales blandos y flexibles que sean piezoeléctricos (capaces de producir una carga eléctrica a partir del estrés mecánico) y biocompatibles (capaces de ser utilizados en el cuerpo humano sin causar rechazo o daño).

El equipo combinó nanopartículas piezocerámicas de niobita de sodio y potasio con un polímero de fluoruro de polivinilideno que es ferroeléctrico o capaz de cambiar la polaridad cuando se aplica un campo eléctrico. 

Luego imprimieron una arteria tubular utilizando el material y una impresora 3D estándar. La impresora extruye el material a través de un fuerte campo eléctrico cerca de la boquilla para polarizar las partículas cerámicas, dando a la estructura su propiedad piezoeléctrica.