Una máquina de algodón de azúcar podría ser la clave para crear redes capilares artificiales, según afirma un nuevo estudio publicado en la revista «Advanced Healthcare Materials». De cada vez son más los laboratorios de investigación que incorporan impresoras 3D para reproducir órganos o estructuras complejas con «tinta biológica», esta vez no es una impresora en 3D pero es un sistema que todos hemos disfrutado alguna vez, sobre todo en la infancia, una máquina de algodón de azúcar.
Este tipo de máquinas crean una maraña de tejidos de azúcar muy finos con una eficacia sorprendente. Por ello, el investigador principal del estudio, Leon Bellan, pensó en crear con la máquina de algodón de azúcar unos capilares sanguíneos. La principal limitación era encontrar el material que permitiera imitar estas estructuras, al mismo tiempo que fuera lo suficientemente resistente como para no romperse, si no que fuera más bien flexible. Y en este contexto fue cuando pensaron en los hidrogeles.
Los capilares artificiales fueron creados con la máquina de algodón de azúcar, hidrogel y PNIPAM
Los hidrogeles ya han sido usados anteriormente para generar estructuras biológicas y son unas redes de moléculas que permiten absorber y mantener, entre dichas redes, moléculas de agua. Los hidrogeles son maleables, pueden solidificarse rapidamente y además también permiten el flujo de sustancias a través de ellas. Resultan una sustancia extremadamente útil para sintetizar capilares sintéticos, pues se asemejan mucho a la matriz extracelular que da soporte a las células del cuerpo humano.
Losa tridimensional de gelatina que contiene una red microvascular. Fuente: Bellan Lab/Vanderbilt
Para formar una red de capilares utilizando la máquina de algodón de azúcar primero es necesario crear una red de hebras extremadamente delgadas que se disuelvan una vez aplicada la capa hidrogel y dejen los tubos huecos. Para generar esas finas hebras utilizaron un material denominado PNIPAM que es soluble a temperatura ambiente pero permanece insoluble a temperaturas superiores a los 32ºC. La máquina de algodón convirtió ese material en una estructura de microfibras, algo que fue físicamente comparable con un sistema de capilares natural.
La Impresión de Órganos en 3D Podría Suponer el Fin de los Trasplantes
Esas microfibras se recubrieron con la mezcla de hidrogel y una infusión de células vivas procedentes de capilares naturales y se introdujeron en un incubador. Posteriormente se trasladaron a una zona a temperatura ambiente y las microfibras de PNIPAM se disolvieron, lo que permitió formar una red de canales estrechos hechos de hidrogel, con un diámetro de aproximadamente 35 micrómetros, aproximadamente el tamaño de un capilar.
Os dejamos un vídeo en el que puede observarse la estructura definitiva de la red de capilares artificiales creados con la máquina de algodón de azúcar:
Para que un órgano artificial funcione, tiene que estar repleto de células vivas, las cuales requieren oxígeno y nutrientes para sobrevivir, eso significa que necesitan una red de capilares artificiales que los abastezcan y parece que las redes de hidrogel creadas con máquinas de algodón de azúcar podrían ser el método de construcción perfecto.
