Estos avances sin precedentes en la bioingeniería abren un nuevo camino en la cirugía facial reconstructiva y alternativas para el crecimiento y regeneración del cabello.
El tejido adiposo es la clave para imprimir en 3D capas de piel viva y potencialmente folículos pilosos, según investigadores que recientemente utilizaron células grasas y estructuras de soporte a partir de tejido humano obtenido clínicamente para corregir con precisión lesiones en ratas.
Los hallazgos del equipo se publicaron en Bioactive Materials: «La cirugía reconstructiva para corregir un traumatismo en la cara o la cabeza debido a una lesión o enfermedad suele ser imperfecta y produce cicatrices o pérdida permanente del cabello», dijo Ibrahim T. Ozbolat, profesor de ciencias de la ingeniería y mecánica, de ingeniería biomédica y de neurocirugía en Penn State.
Ozbolat lideró la colaboración internacional que llevó a cabo el trabajo. “Con este trabajo, logramos piel bioimpresa de espesor total con potencial para hacer crecer pelo en ratas. Esto es un paso más hacia la posibilidad de lograr una reconstrucción de la cabeza y el rostro en humanos con un aspecto más natural y estéticamente más agradable”.
Si bien los científicos ya habían bioimpreso en 3D capas delgadas de piel, Ozbolat y su equipo son los primeros en imprimir un sistema vivo completo de múltiples capas de piel, incluida la capa más inferior o hipodermis. Lo que significa que el enfoque puede usarse para reparar la piel dañada de manera más inmediata y sin problemas, según los investigadores.
«La hipodermis está directamente involucrada en el proceso por el cual las células madre se vuelven grasas», dijo Ozbolat. “Este proceso es fundamental para varios procesos vitales, incluida la curación de heridas. También desempeña un papel en el ciclo de los folículos pilosos, específicamente para facilitar el crecimiento del cabello”, agregó.
Los investigadores comenzaron con tejido adiposo humano obtenido de pacientes sometidos a cirugía en el Centro Médico Milton S. Hershey de Penn State Health. El colaborador Dino J. Ravnic, profesor asociado de cirugía en la División de Cirugía Plástica de la Facultad de Medicina de Penn State, dirigió su laboratorio en la obtención de grasa para la extracción de la matriz extracelular, la red de moléculas y proteínas que proporciona estructura y estabilidad al tejido.
El equipo también obtuvo células madre, que tienen el potencial de madurar en varios tipos de células diferentes si se les proporciona el entorno adecuado, del tejido adiposo para producir otro componente de biotinta.
«Imprimimos directamente en el sitio de la lesión con el objetivo de formar la hipodermis, lo que ayuda con la cicatrización de heridas, la generación de folículos pilosos, la regulación de la temperatura y más».
Los investigadores lograron regenerar las capas tanto de la hipodermis como de la dermis, y la epidermis se formó por sí sola en dos semanas.
«Realizamos tres conjuntos de estudios en ratas para comprender mejor el papel de la matriz adiposa y descubrimos que la administración conjunta de la matriz y las células madre era crucial para la formación hipodérmica», dijo Ozbolat.
Según Ozbolat, la capacidad de hacer crecer cabello con precisión en sitios de traumatismos lesionados o enfermos puede limitar la apariencia natural de la cirugía reconstructiva. Dijo que este trabajo ofrece un “camino esperanzador a seguir”, especialmente en combinación con otros proyectos de su laboratorio que implican imprimir hueso e investigar cómo igualar la pigmentación en una variedad de tonos de piel.
«Creemos que esto podría aplicarse en dermatología, trasplantes de cabello y cirugías plásticas y reconstructivas; podría dar como resultado un resultado mucho más estético», dijo Ozbolat.