Bioimpresión 3D de piel y huesos para futuros viajeros a Marte
La impresión 3D de tejido humano podría contribuir a mantener la salud de los astronautas que viajen a Marte. Un proyecto de la ESA acaba de producir sus primeras muestras de huesos y piel bioimpresos.
Estas muestras de última tecnología fueron preparadas por científicos del hospital universitario de la Universidad Técnica de Dresde (TUD), parte del consorcio responsable del proyecto junto a OHB System como contratista principal y el especialista en ciencias de la vida Blue Horizon.
“Las células cutáneas se pueden bioimprimir empleando como ‘biotinta’ rica en nutrientes plasma sanguíneo humano, fácil de obtener de los tripulantes de una misión”, comenta Nieves Cubo, de la TUD.
“No obstante, el plasma tiene una consistencia muy fluida, por lo que resulta difícil trabajar con él en las condiciones de gravedad alterada. Por eso hemos desarrollado una receta modificada añadiendo metilcelulosa y alginato para incrementar la viscosidad del sustrato. Los astronautas podrían obtener estas sustancias de plantas y algas, respectivamente, una solución viable en el espacio cerrado de una expedición espacial”.
“Para producir muestras de hueso se imprimieron células madre humanas con una composición de biotinta similar, añadiendo un cemento óseo de fosfato de calcio como material de soporte estructural, que después se absorbería durante la fase de crecimiento”.
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Para demostrar que esta técnica era aplicable en el espacio, la impresión de las muestras de piel y hueso se llevó a cabo boca abajo. Dado que el acceso prolongado a entornos de microgravedad no resultaba práctico, las dificultades de trabajar en condiciones de -1 G representaban la mejor alternativa posible.
Las muestras constituyen los primeros pasos de un ambicioso plan para convertir la bioimpresión 3D en una opción viable para el espacio. El proyecto está estudiando el tipo de instalaciones a bordo que serían necesarias en cuanto a equipos, salas quirúrgicas y entornos estériles, así como a la capacidad de crear tejidos más complejos para trasplantes, cuyo objetivo último sería la impresión de órganos internos completos.
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“Un viaje a Marte u otros destinos interplanetarios implicará pasar varios años en el espacio”, explica Tommaso Ghidini, director de la división Estructuras, Mecanismos y Materiales de la ESA, que supervisa el proyecto.
“La tripulación correrá grandes riesgos y no será posible volver a casa antes de lo previsto. Además, sería imposible transportar suministros médicos suficientes para hacer frente a cualquier eventualidad dados los límites de espacio y masa de una nave”.
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“En cambio, gracias a la capacidad de bioimpresión 3D se podrá responder a las urgencias médicas según se produzcan. En el caso de quemaduras, por ejemplo, se podría bioimprimir piel nueva en lugar de injertarla desde otra parte del cuerpo del astronauta, lo que provocaría una lesión secundaria que no sería fácil de curar en el entorno orbital”.
“O, en el caso de fracturas óseas (cuya probabilidad es mayor en la ingravidez del espacio o en la gravedad parcial de Marte, que es 0,38 veces la de la Tierra), podría insertarse hueso de sustitución en las áreas dañadas. En todos los casos, el material bioimpreso procedería del propio astronauta, por lo que no habría problemas de rechazo”.
Aunque la bioimpresión 3D avanza sin descanso en la Tierra, este proyecto es el primero en el que se aplica a misiones ultraterrestres, señala Tommaso: “Es habitual que las tecnologías prometedoras en la Tierra se afiancen en proyectos espaciales, desde las cámaras a los microprocesadores. En el espacio hay que hacer más con menos y las cosas tienen que funcionar en un entorno adverso, así que se optimizan y miniaturizan distintos elementos tecnológicos”.
“Asimismo, esperamos que el trabajo que llevamos a cabo con la bioimpresión 3D también contribuirá a su avance en la Tierra, acelerando su disponibilidad y haciendo que llegue a la gente antes”.
El proyecto 3D Printing of Living Tissue for Space Exploration está auspiciado por las Actividades Básicas de la ESA dentro del elemento Descubrimiento y Preparación, y está liderado por OHB System (Alemania) en cooperación con el Centro de Investigación Traslacional de Hueso, Articulaciones y Tejidos Blandos de la Universidad Técnica de Dresde.
