El tejido humano diseñado juega un papel pequeño pero creciente en la medicina. La piel de ingeniería se puede utilizar en pacientes quirúrgicos o víctimas de quemaduras, se han utilizado arterias de ingeniería para reparar el flujo sanguíneo obstruido e incluso se han implantado tráqueas de ingeniería completas en pacientes cuyas vías respiratorias estaban fallando. A medida que avanza la ciencia, los investigadores esperan poder diseñar órganos completos, como corazones o hígados.
Pero la ingeniería de tejidos no es fácil. Implica primero crear un "andamio" para hacer crecer el tejido. El andamio se hace típicamente a través de un proceso llamado "electrohilado", que implica el uso de un campo electrostático para unir materiales entre sí. En algunos casos, el andamio se puede implantar junto con el tejido y se disolverá en el cuerpo con el tiempo. Pero el electrohilado puede ser un proceso lento y costoso, lo que dificulta la creación de tejidos a gran escala necesarios para la investigación y aplicaciones médicas.
¿Qué pasaría si, se preguntaban los investigadores, hacer andamios fuera tan fácil como, por ejemplo, hacer calcetines?
"Comenzamos a pensar, '¿podríamos observar algunas otras prácticas estándar de la industria que hacen otros materiales, como los textiles?'", Dice Elizabeth Loboa, decana de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Missouri.
Razonando que los textiles y los tejidos humanos no son tan diferentes, Loboa y su equipo trabajaron con investigadores de la Universidad de Carolina del Norte y el Colegio de Textiles de la Universidad Estatal de Carolina del Norte para investigar el potencial de construcción de andamios de los procesos tradicionales de fabricación de textiles.
Los investigadores investigaron tres métodos comunes de fabricación de textiles: soplado por fusión, hilado y cardado. El soplado por fusión implica el uso de aire a alta presión para soplar resina polimérica caliente en una red de fibras finas. La unión por hilatura es similar, pero usa menos calor. El cardado separa las fibras a través de los rodillos, creando una red de textiles.
Esta imagen teñida muestra diferentes técnicas textiles que se utilizan para hacer andamios. (Universidad de Missouri) "Estos son procesos que se usan con mucha frecuencia en la industria textil, por lo que ya son procesos de fabricación estándar de la industria y comercialmente relevantes", dice Loboa.
El equipo utilizó ácido poliláctico, un tipo de plástico biodegradable, para crear los andamios, y los sembró con células madre humanas utilizando las diversas técnicas textiles. Luego esperaron para ver si las células comenzaron a diferenciarse en diferentes tipos de tejido.
Los resultados fueron prometedores. Las técnicas textiles fueron efectivas y más asequibles que el electrohilado. El equipo calculó que un metro cuadrado de andamio electrospun cuesta entre $ 2 y $ 5, mientras que la muestra del mismo tamaño hecha con técnicas textiles cuesta solo $ 0.30 a $ 3. Las técnicas textiles también funcionan significativamente más rápido que el electrohilado.
El próximo desafío del equipo será ver cómo funcionan los andamios en acción, lo que implicará estudios con animales. Los investigadores también necesitan reducir el tamaño de la fibra del andamiaje producido por textiles para parecerse mejor a la matriz extracelular del cuerpo humano, o la red de moléculas que apoyan el crecimiento celular. El andamio electrohilado produce fibras muy pequeñas, que es una de las razones por las que es un método tan popular; Los métodos textiles parecen producir fibras más grandes.
En el futuro, Loboa espera poder producir mayores cantidades de andamios para hacer crecer la piel humana, los huesos, la grasa y más. Estos tejidos podrían ayudar a reparar las extremidades de los soldados heridos, dice Loboa, o ayudar a los bebés que nacen sin ciertas partes del cuerpo.
"Tenemos que encontrar formas de lograr que estos tengan éxito en nuestros pacientes", dice.
