Un método para imprimir objetos 3D que pueden controlar organismos vivos de manera predecible ha sido desarrollado por un equipo liderado por investigadores del MIT.

Esta técnica puede conducir a la impresión 3D de herramientas biomédicas, como aparatos ortopédicos personalizados, que incorporan células vivas para producir compuestos terapéuticos como analgésicos o tratamientos tópicos, dicen los investigadores, cuyo trabajo se publica en Advanced Functional Materials.

«Los llamamos materiales vivos híbridos, o HLM», dice Rachel Soo Hoo Smith, estudiante en el MIT Media Lab y coautora de la investigación.

Para sus experimentos iniciales de prueba de concepto, el equipo incorporó con precisión varios productos químicos en el proceso de impresión 3D. Estos productos químicos actúan como señales para activar ciertas respuestas en microbios biológicamente diseñados, que están recubiertos con spray sobre el objeto impreso. Una vez agregados, los microbios muestran colores específicos o fluorescencia en respuesta a las señales químicas.

En su estudio, el equipo describe la apariencia de estos patrones de colores en una variedad de objetos impresos, lo que dicen que demuestra la incorporación exitosa de las células vivas en la superficie del material impreso en 3D, y la activación de las células en respuesta a los productos químicos colocados selectivamente.

El objetivo es crear una herramienta de diseño robusta para producir objetos y dispositivos que incorporen elementos biológicos vivos, de una manera que sea tan predecible y escalable como otros procesos de fabricación industrial.

El equipo utiliza un proceso de varios pasos para producir sus materiales vivos híbridos. Primero, utilizan una impresora tridimensional de inyección de tinta multimaterial disponible en el mercado y recetas personalizadas para las combinaciones de resinas y señales químicas utilizadas para la impresión.

Por ejemplo, descubrieron que un tipo de resina, normalmente utilizada solo para producir un soporte temporal para sobresalir partes de una estructura impresa y luego disuelto después de la impresión, podría producir resultados útiles al mezclarse con el material de resina estructural. Las partes de la estructura que incorporan este material de soporte se vuelven absorbentes y pueden retener las señales químicas que controlan el comportamiento de los organismos vivos.

Finalmente, se agrega la capa viva: una capa superficial de hidrogel –un material gelatinoso compuesto principalmente de agua pero que proporciona una estructura reticular estable y duradera–, se infunde con bacterias biológicamente diseñadas y se aplica por pulverización sobre el objeto.

«Podemos definir formas y distribuciones muy específicas de los materiales vivos híbridos y los productos biosintetizados, ya sean colores o agentes terapéuticos, dentro de las formas impresas», dice Smith en un comunicado. Algunas de estas formas de prueba iniciales se hicieron como discos del tamaño de un dólar de plata, y otras en forma de máscaras faciales coloridas, con los colores proporcionados por las bacterias vivas dentro de su estructura. Los colores tardan varias horas en desarrollarse a medida que las bacterias crecen, y luego permanecen estables una vez que están en su lugar.

Fuente: EP