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Nuevas tecnologías bioprinting 3D para crear el tejido cardiovascular

La enfermedad cardiovascular (CVD) es la causa de la muerte de cabeza por todo el mundo, con sobre 17 millones por año según la Organización Mundial de la Salud. Muchas formas del CVD son crónicas en la naturaleza, significando que empeoran en un cierto plazo. Así, una vez que se ha diagnosticado la enfermedad es importante iniciar el tratamiento cuanto antes para ofrecer resultados pacientes positivos.

Nuevas tecnologías bioprinting 3D para crear el tejido cardiovascular
Mudanza hacia 3D bioprinting el tejido cardiovascular. Fuente: Enfermedad “cardiovascular” 2020-2030 del parte de IDTechEx” (www.IDTechEx.com/CVD)

El tratamiento ideal para algunas formas del CVD severo, tales como paro cardíaco crónico o daño del miocardio extenso, es trasplante cardiaco. Debido a las escaseces en el tejido dispensador de aceite disponible, éste no puede ser dado a todos los pacientes. El tiempo de espera medio para un donante conveniente es seis a doce meses en los E.E.U.U. y alrededor uno en seis personas muere antes de que puedan recibir un trasplante. Hay una necesidad sin obstrucción de un abastecimiento más abundante de corazones convenientes para el trasplante.

Hasta que el progreso importante se haya hecho para reforzar este abastecimiento, los cardiólogos necesitan confiar en la tecnología en su eliminación. Una estrategia común al paro cardíaco del direccionamiento es utilizar una bomba cardiaca tal como un dispositivo de ayuda ventricular izquierdo (LVAD). Los corazones mecanizados también se han explorado como opción del tratamiento para el paro cardíaco crónico cuando los donantes del trasplante no están disponibles.

Las opciones actuales del tratamiento son útiles hasta cierto punto, pero las soluciones personalizadas se requieren para perfeccionar resultados y calidad de vida pacientes. Esta necesidad está impulsando el revelado de las tecnologías bioprinting cardiovasculares 3D, que hacen uso de 3D impresión-como técnicas para combinar las células y los biomateriales para fabricar las estructuras biomimetic que repliegan la fisiología y la función naturales del tejido.

Desarrollar un tejido cardiaco dinámico capaz de imitar las propiedades mecánicas y electroconductores del miocardio nativo es el probar difícil para los investigadores. Muchos retos se ponen de pie de su manera incluyendo, entre otros, la reconstrucción de la matriz del tejido y ofrecer un suministro de oxígeno adecuado a cada célula.

El éxito de 3D bioprinting depende capacidad de los investigadores' al vascularise el tejido. Por este motivo, mucho foco se ha puesto recientemente en la generación de vasos sanguíneos. Varios estudios prometedores han conducto ya. Por ejemplo, los investigadores en la Universidad de California San Diego 3D imprimieron una red funcional del vaso sanguíneo que, implantada una vez en los ratones, combinados con los buques de la sangre de animal y era capaz de transportar sangre. Los logros similares han sido denunciados por Sichuan Revotek, Rice University y la Universidad de Pensilvania en los años últimos.

Una innovación importante como nos movemos hacia 3D bioprinting el tejido cardiaco es el revelado de las hojas de la célula. Terumo, un conglomerado japonés, ha comercializado la hoja del corazón para el tratamiento del paro cardíaco en Japón. Para desarrollar la hoja del corazón, el tejido del músculo se cosecha del tramo del paciente y se cultiva in vitro. Terumo ha desarrollado una placa de cultura del tejido que permite que las células conecten de la superficie en una hoja intacta cuando se baja la temperatura, así preservando la matriz extracelular se pierde que cuando las células son quitadas por otros métodos.

Las técnicas cardiacas de la ingeniería del tejido tales como ésta se pueden utilizar para crear las construcciones funcionales capaces de restablecer la estructura y la función del miocardio dañado que sigue el infarto del miocardio. El tejido cardiaco dirigido, que viene a menudo bajo la forma de “remiendo”, se implanta directamente sobre tejido de la cicatriz. La intención es compensar la función reducida del corazón fortaleciendo su estructura y reforzando su capacidad de bombear sangre. Esta manera, investigadores espera reducir la necesidad de trasplantes, perfecciona la recuperación y previene acciones subsiguientes.

Los investigadores a través del mundo están desarrollando “remiendos cardiacos”. En junio de 2019, la universidad imperial Londres anunció la creación de los remiendos de la dedo-talla del tejido del corazón que comienzan a batir espontáneamente después de tres días y a comenzar a imitar el tejido maduro del corazón en el plazo de un mes. Estos remiendos llevaron con éxito a las mejorías en la función del corazón que seguía un ataque del corazón después de solamente cuatro semanas. Importantemente, los vasos sanguíneos aparecían haber formado dentro del remiendo después de entonces. Se prevee que las juicios clínicas sean llevadas a cabo en 2020 o 2021.

Una vez que estuvieron implantados, los remiendos cardiacos podían hacer más que apenas ascienden la regeneración cardiaca del tejido. Por ejemplo, un remiendo biónico podía entregar descargas eléctricas eléctricas y actuar como marcapasos. Los científicos en la universidad de Tel Aviv también investigaron los sensores electrónicos de integración en el remiendo para habilitar el control remoto de la actividad cardiaca.

Aunque los investigadores todavía no hayan podido crear un corazón artificial completo de funcionamiento, un salto importante fue hecho en 2019. Los investigadores de la universidad de Tel Aviv revelaron el primer corazón bioprinted 3D con el tejido humano incluyendo cámaras, ventrículos y vasos sanguíneos. Para lograr esto, una biopsia del tejido graso de pacientes fue tomada para producir las células requeridas. los remiendos cardiacos Paciente-específicos fueron producidos primero, después de lo cual el corazón entero fue hecho. Aunque el corazón sea capaz de la contratación, sigue siendo un camino largo lejos de estar listo para las juicios clínicas como no puede todavía bombear sangre y es la talla de una cereza.

3D bioprinting tiene el potencial de ofrecer un corazón o los vasos sanguíneos a los pacientes necesitando trasplantes. El tejido sería hecho de sus propias células, reduciendo de tal modo considerablemente el riesgo de rechazo. A pesar del promesa de innovaciones recientes, la tecnología bioprinting 3D sigue siendo en sus comienzos y es poco probable convertirse en una opción terapéutica viable en un futuro próximo debido a las barricadas numerosas (técnico y regulador) esas él actualmente las caras. Esto cambiará una vez que la tecnología se desarrolla y los corazones y los buques del mismo tamaño se pueden construir eficientemente y en la escala.

Para descubrir más sobre las tecnologías para 3D bioprinting el tejido cardiovascular, o en el tema de la administración de la enfermedad cardiovascular en conjunto, refiera por favor al parte de IDTechEx: “Enfermedad cardiovascular 2020-2030” disponible en el Web site de IDTechEx en www.IDTechEx.com/CVD.

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