Desarrollan en la Universidad de Tel Aviv un modelo de tejido bioimpreso inspirado en el origami

Foto: TAU.

Investigadores de la Universidad de Tel Aviv se basaron en los principios del origami, el arte japonés de doblar papel, para desarrollar una solución original e innovadora para un problema que ha preocupado a los investigadores de todo el mundo: el posicionamiento de sensores dentro de modelos de tejido bioimpresos en 3D.

En lugar de bioimprimir tejido sobre los sensores (lo que resulta impracticable), diseñan y producen una estructura inspirada en el origami que se pliega alrededor del tejido fabricado, permitiendo la inserción de sensores en ubicaciones predefinidas con precisión.

El estudio fue un esfuerzo conjunto de investigadores de varias unidades de la TAU: la Escuela de Neurobiología, Bioquímica y Biofísica, el Centro Koum de Nanociencia y Nanotecnología, el Departamento de Ingeniería Biomédica, el Centro Sagol de Medicina Regenerativa, la Escuela Sagol de Neurociencia y el Laboratorio Central de Células Madre de la Familia Drimmer-Fischler para Medicina Regenerativa. Los investigadores son: Noam Rahav, Adi Soffer, Prof. Ben Maoz, Prof. Uri Ashery, Denise Marrero, Emma Glickman, Megane Beldjilali-Labro, Yakey Yaffe, Keshet Tadmor y Yael Leichtmann-Bardoogo. El artículo fue publicado en la importante revista científica Advanced Science.

El profesor Maoz explica: “El uso de bioimpresoras 3D para imprimir modelos de tejido biológico para la investigación ya está muy extendido. En las tecnologías existentes, el cabezal de la impresora se mueve hacia adelante y hacia atrás, imprimiendo capa tras capa del tejido requerido. Sin embargo, este método tiene Un inconveniente importante: el tejido no se puede bioimprimir a través de un conjunto de sensores necesarios para proporcionar información sobre sus células internas, porque en el proceso de impresión el cabezal de la impresora rompe los sensores. Proponemos un nuevo enfoque para este complejo problema: el origami“.

La innovación se basa en una sinergia original entre la ciencia y el arte. Utilizando el software CAD (diseño asistido por computadora), los investigadores diseñan una estructura multisensor personalizada para un modelo de tejido específico, inspirada en el plegado de papel en origami. Esta estructura incorpora varios sensores para monitorear la actividad eléctrica o la resistencia de las células en ubicaciones elegidas con precisión dentro del tejido. El modelo informático se utiliza para fabricar una estructura física que luego se dobla alrededor del tejido bioimpreso, de modo que cada sensor se inserta en su posición predefinida dentro del tejido. El equipo de TAU ha denominado su novedosa plataforma MSOP (Multi-Sensor Origami Platform).

La eficacia del nuevo método se demostró en tejidos cerebrales bioimpresos en 3D, con sensores insertados que registran la actividad eléctrica neuronal. Los investigadores enfatizan, sin embargo, que el sistema es modular y versátil: puede colocar cualquier número y tipo de sensores en cualquier posición elegida dentro de cualquier tipo de modelo de tejido bioimpreso en 3D, así como en tejidos cultivados artificialmente en el laboratorio, como como organoides cerebrales: pequeñas esferas de neuronas que simulan el cerebro humano.

El profesor Maoz añade: “Para experimentos con tejido cerebral bioimpreso, demostramos una ventaja adicional de nuestra plataforma: la opción de añadir una capa que simula la barrera hematoencefálica natural (BBB), una capa de células que protege el cerebro de sustancias indeseables transportadas en la sangre, que lamentablemente también bloquea ciertos medicamentos destinados a enfermedades cerebrales. La capa que añadimos está formada por células BBB humanas, lo que nos permite medir su resistencia eléctrica, lo que indica su permeabilidad a diversos medicamentos“.

“En este estudio, creamos una sinergia ‘lista para usar’ entre la investigación científica y el arte. Desarrollamos un método novedoso inspirado en el plegado de papel origami, que permite la inserción de sensores en ubicaciones predefinidas con precisión dentro de los modelos de tejido bioimpresos, para detectar y registrar la actividad celular y la comunicación entre células. Esta nueva tecnología es un importante paso adelante para la investigación biológica“, señalaron los investigadores.

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