Las técnicas en la Bioimpresión de Tejidos

La bioimpresión se puede considerar como una técnica de fabricación aditiva durante la cual las células y los biomateriales,  denominados 'biotinta', se depositan simultáneamente capa por capa, permitiendo la producción automatizada y reproducible de tejidos en 3D.

Existen tres estrategias diferentes en bioimpresión:  

A) Inyección: Es muy similar a la impresión de inyección de tinta 2D convencional. En el cartucho de tinta se almacena una solución de prepolímero de hidrogel con células encapsuladas (Biotinta). El cartucho se conecta luego a un cabezal de impresora y actúa como fuente de bioinyección durante el proceso de impresión controlado electrónicamente. Durante la impresión, las cabezas de las impresoras se deforman mediante un actuador térmico o piezoeléctrico y se comprimen para generar gotas de biotinta (1 -100 picolitros; 10 - 50 µm de diámetro) en un sustrato. Las ventajas de la este tipo de impresión incluyen: (1) bajo costo debido a una estructura similar con impresoras comerciales, (2) alta velocidad de impresión conferida por la capacidad de los cabezales de impresión para soportar el modo de trabajo paralelo, y (3) relativamente alta viabilidad celular generalmente del 80% al 90%.

B) Extrusión: En la bioimpresión por extrusión, la biotinta se inserta generalmente en jeringas de plástico desechables y es dispensada neumática o mecánicamente en el sustrato receptor. Los sistemas de dispensación mecánica (sistemas neumáticos) proporcionan un control más directo sobre el flujo de material debido al retraso del volumen de gas comprimido Los sistemas a base de tornillos pueden dar un mayor control espacial y son beneficiosos para la distribución de hidrogeles con viscosidades más altas, aunque los sistemas neumáticos también podrían ser adecuados para dispensar materiales de alta viscosidad; las bioimpresoras de extrusión permiten imprimir una más amplia gama de materiales; pero exponen a las células encapsuladas a mayores esfuerzos mecánicos que reducen la viabilidad celular.

C) Laser:La bioimpresión asistida por láser (LAB) se basa en los principios de la transferencia directa inducida por láser; inicialmente desarrollado para transferir metales. Un dispositivo típico consiste en un rayo láser pulsado, un sistema de enfoque, una "cinta" que tiene un soporte de transporte donante generalmente hecho de vidrio que está cubierto con una capa de absorción de energía láser (por ejemplo, oro o titanio) y una capa de material biológico (por ejemplo, células y / o hidrogel) preparado en un  líquido, y un sustrato receptor frente a la cinta. utilizando impulsos láser enfocados en la capa absorbente de la cinta para generar una burbuja de alta presión que impulsa los materiales que contienen células hacia el sustrato del colector. Tradicionalmente, se ha utilizado para crear andamios libres de células, pero con el desarrollo de polímeros y proteínas con propiedades bioactivas y adherentes a las células que pueden fotopolimerizarse a demanda.

Diferentes estrategias de bioimpresión: a) Bioimpresora de Inyección, b) Bioimpresora de extrusión y c) Bioimpresión asistida por láser  

Referencias:

Axpe E, &  Oyen ML, 2016Applications of Alginate-Based Bioinks in 3D Bioprinting Int. J. Mol. Sci., 17(12)

Hölzl, Katja; et al, 2016 Bioink properties before, during and after 3D bioprinting. Biofabrication 8(3)

Mandrycky C; et al, 2015  3D bioprinting for engineering complex tissues Biotechnol. Adv.

Murphy, S  & Atala, A., 2014. 3D bioprinting of tissues and organs. Nat. Biotechnol.32(8) 773-785 

Skardal, A.and Atala A., 2015. Biomaterials for integration with 3-D bioprinting. Ann. Biomed. Eng. 43(3) - 730-746

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