Investigadores del CIC biomaGUNE de San Sebastián han conseguido crear válvulas similares a las del corazón
30 sep 2025 . Actualizado a las 09:29 h.Hasta ahora se habían empleado modelos animales o cultivos de células humanas para investigar tratamientos, pero estos no siempre funcionan porque los animales no suelen imitar con exactitud las afecciones humanas y, por lo general, los cultivos distan de la complejidad de un tejido. No obstante, los avances en impresión 3D y el conocimiento de biomateriales han permitido recrear modelos complejos de tejidos en los laboratorios. En este campo destacó hace poco el grupo de Materiales Híbridos Biofuncionales del CIC biomaGUNE, liderado por la investigadora Ikerbasque Dorleta Jiménez de Aberasturi, y su investigación en las técnicas avanzadas de bioimpresión con nanomateriales para poder recrear, con la mayor exactitud posible, tejidos con capas de vasos sanguíneos que respondan a estímulos externos.
Impresiones y materiales
Las doctoras Jiménez, Uxue Aizarna y Malou Henriksen-Lacey del CIC biomaGUNA lograron avances determinantes para poder crear estos tejidos, cada vez más parecidos a los reales. A través de una colaboración entre la Universidad de Maastritch (Países Bajos) y el equipo vasco, consiguieron fabricar un modelo de vaso sanguíneo con cilindros concéntricos que imita las diferentes capas que forman una arteria a través de bioimpresión embebida: un sistema capaz de imprimir materiales blandos que no están capacitados para imprimirse en el aire, ya que pueden deformarse y colapsar antes de que se solidifiquen. A través de este método provisto por la universidad neerlandesa se pudo favorecer la supervivencia de las células empleadas. «Ellos tienen un sistema de impresión distinto del que tenemos aquí. Estuvieron encantados con la idea y nuestra compañera Uxue se fue para allí seis meses y pudimos avanzar», comenta Henriksen-Lacey, investigadora del proyecto.
Sin embargo, no solo bastaba con la creación de un recipiente: también era preciso crear algo que lo moviera. Es por eso que, para poder añadir válvulas a su modelo de arteria, las investigadoras colaboraron con la Universidad de Utrecht (también Países Bajos) para «diseñar e imprimir con mucha precisión una válvula que puede abrirse y cerrarse a través de estímulos externos, similar a la de un corazón», trasladan desde el equipo. Este avance abre la posibilidad de poder calcar a través de una impresora una arteria, vena o válvula copiando la imagen de un paciente real gracias a la bioimpresión volumétrica. A diferencia de las técnicas de bioimpresión embebida, esta forma todo el volumen de la estructura al mismo tiempo gracias a una proyección de imágenes del diseño en un volumen concreto del material desarrollado y el posterior curado del material en vez de ir capa por capa, lo que provoca que se puedan conseguir formas a gran velocidad.
En ambos avances se utilizó gelatina metacrilada (un material blando que se modifica químicamente para que pueda volverse sólido al exponerse a la luz) a modo de base. Según traslada el CIC biomaGUNE, se trata de un material muy útil para la bioimpresión porque es muy compatible con células y su viscosidad puede modificarse. A este compuesto se le añadió matriz extracelular (el andamio microscópico ubicado entre las células que sostiene los tejidos del cuerpo) extraído a partir de la arteria pulmonar de cerdo.
Uno de los principales retos a los que se enfrentaron fue recrear el tipo de fuerzas mecánicas a las que los vasos sanguíneos están sometidos mediante los cambios de presión. Para solucionar esta encrucijada, las investigadoras emplearon nanopartículas de oro, ya que tienen la capacidad de interactuar con la luz de forma intensa y controlada.
Gracias a estas combinaciones de materiales y a las técnicas de bioimpresión, el CIC biomaGUNE logró avanzar en la fabricación de arterias artificiales que imitan el pulso arterial en respuesta a un láser. Sin embargo, aseguran que, aunque hayan avanzado en el realismo de estos vasos artificiales, todavía quedan muchos pasos por dar.