Bioimpresión para el pie diabético

Investigadores del CONICET y de la Universidad Nacional de La Plata trabajan en la fabricación de apósitos para el tratamiento de úlceras de personas con diabetes mediante técnicas de impresión 3D. El objetivo final es lograr un método de uso sencillo y económico que se pueda transferir a hospitales y centros de salud.

Por Nadia Luna  
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Agencia TSS – La diabetes es la principal causa de amputaciones a nivel mundial, principalmente en países en vías de desarrollo. En América Latina, un millón y medio de personas son amputadas cada año a causa de esta enfermedad y el 80% son prevenibles si se detectan a tiempo, según la Federación Internacional de Diabetes.

Las personas que padecen diabetes saben que hay dos claves fundamentales para mantener la enfermedad controlada. La primera es la más conocida (lo que no implica que se siga al pie de la letra) y consiste en llevar una alimentación estrictamente saludable que no eleve los niveles de glucosa (azúcar) en sangre, ya que su organismo no produce la insulina necesaria para tal fin o no es capaz de utilizarla de manera adecuada. En ese sentido, el consumo de harinas, azúcar y bebidas alcohólicas, entre otros alimentos, debe estar sumamente restringido.

La segunda clave, a veces injustamente olvidada, es el cuidado de los pies. Esto es porque la diabetes puede dañar los nervios y obstruir los vasos sanguíneos de las extremidades, en particular de los pies, por ser la parte más alejada del corazón, causando entumecimiento, falta de sensibilidad y fatiga al caminar. Hasta la más pequeña herida en el pie tendrá dificultad en cicatrizar y puede derivar en úlceras que quizás tarden años en cerrarse. Si una úlcera se infecta, puede derivar en gangrena (muerte de tejidos), amputación y, en el peor de los casos, la muerte.

Al problema de la falta de cuidado de los pies y la lenta cicatrización de las úlceras, se suma la falta de tratamientos adecuados para este tipo de heridas. Por eso, científicos del Laboratorio de Nanobiomateriales del Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales (CINDEFI), perteneciente al CONICET y la Universidad Nacional de La Plata (UNLP), trabajan en la fabricación y bioimpresión 3D de apósitos para el tratamiento de úlceras de pie diabético. Buscan desarrollar un método sencillo, económico y más efectivo que los que existen actualmente. El objetivo final es que esté disponible en centros de salud, en particular, para pacientes de hospitales públicos.

La impresión 3D consiste en la fabricación de una estructura tridimensional, a partir de un diseño realizado previamente por computadora. A medida que el proceso de impresión avanza, el objeto va tomando forma a través de la unión y superposición de una capa del material elegido sobre otra. A veces, se requiere también una fase de pos-procesamiento. La bioimpresion 3D, en tanto, funciona de la misma manera pero utiliza como tinta material de origen biológico.
La impresión 3D consiste en la fabricación de una estructura tridimensional, a partir de un diseño realizado previamente por computadora. A medida que el proceso de impresión avanza, el objeto va tomando forma a través de la unión y superposición de una capa del material elegido sobre otra. A veces, se requiere también una fase de pos-procesamiento. La bioimpresion 3D, en tanto, funciona de la misma manera pero utiliza como tinta material de origen biológico.

“El proyecto consiste en fabricar apósitos tridimensionales a medida, que sigan la forma de la úlcera. Por ahora, los parches que existen en el mercado son bidimensionales, es decir, un cuadrado liso que no sigue la forma y profundidad de la úlcera. El problema es que si entra en contacto con la piel sana, al ser tan sensible, puede verse afectada e incluso generar otra úlcera. Además, queremos colocarle ciertos aditivos como factores de crecimiento o antibióticos, que ayuden a la regeneración de la piel y el control de infecciones” –explica a TSS la bioingeniera Verónica Passamai, a cargo del desarrollo–.“Los beneficios son muy importantes: evitar amputaciones, salvar vidas y reducir los costos de la salud pública”, agrega.

El equipo se completa con los investigadores Guillermo Castro, director del Laboratorio de Nanomateriales; Vera Álvarez, codirectora del proyecto; y Sergio Katz, quien fabricó la bioimpresora 3D. Passamai comenzó a trabajar en impresión 3D vinculada al área de salud en 2013, cuando trabajaba para la empresa cordobesa Raomed en la fabricación de prótesis craneales. “Una gran ventaja de aplicar la tecnología 3D en salud es que los dispositivos siempre son diseñados a medida del paciente”, señala. Posteriormente, trabajó en el Centro de Tecnología de la Información Renato Archer en Campinas, Brasil, donde se dedicó a realizar modelados computacionales sobre la interacción entre biomateriales (llamados andamios o scaffolds) y células. El objetivo era simular el proceso de fabricación de órganos a partir de una bioimpresora 3D. Esta línea de investigación se encuentra en estado incipiente a nivel mundial porque el mayor problema que enfrentan los investigadores es cómo lograr la irrigación necesaria para obtener un órgano funcional.

La impresión 3D consiste en la fabricación de una estructura tridimensional, a partir de un diseño realizado previamente por computadora. A medida que el proceso de impresión avanza, el objeto va tomando forma a través de la unión y superposición de una capa del material elegido sobre otra. A veces, se requiere también una fase de pos-procesamiento. La bioimpresion 3D, en tanto, funciona de la misma manera pero utiliza como tinta material de origen biológico.

“los parches que existen en el mercado son bidimensionales, es decir, un cuadrado liso que no sigue la forma y profundidad de la úlcera. El problema es que si entra en contacto con la piel sana, al ser tan sensible, puede verse afectada e incluso generar otra úlcera”, dice Passamai.

En el caso de los apósitos para pie diabético, los investigadores trabajan con biopolímeros de origen vegetal, como pectinas, celulosa y alginato. Con esos materiales, elaboran la biotinta que se coloca en jeringas para utilizar en la bioimpresora 3D. “Por ahora, estamos trabajando en la base de los parches, pero la idea es hacer pruebas a partir de la colocación de aditivos que faciliten la regeneración de la piel, como medicamentos, factores de crecimiento e incluso nanopartículas de plata, que tienen acción bactericida”, afirma Passamai.

El tratamiento funcionaría así: primero se realiza un escaneo 3D de la úlcera del paciente, para obtener la forma y profundidad de la misma. Luego, se envía el diseño a la impresora y se coloca la biotinta previamente preparada. Si bien el tamaño de las úlceras varía, en general los parches serán estructuras pequeñas, de unos dos centímetros de altura aproximadamente, por lo que se estima que en unos diez minutos el apósito ya esté impreso y listo para pasar a la fase de pos-procesamiento, que podría llevar uno o dos días. “La idea es que en los hospitales pueda estar instalada la bioimpresora y que el personal se capacite para utilizarla y fabricar los apósitos ellos mismos”, indica la investigadora.

En este sentido, Passamai destaca que para que las personas que necesitan de este desarrollo efectivamente puedan acceder al mismo “es indispensable el apoyo del Estado a las áreas de ciencia y salud, tanto para el desarrollo del tratamiento como para su posterior aplicación en hospitales y centros de salud. En el CINDEFI hace tiempo que se siente la crisis y siempre tratamos de economizar al máximo los recursos que tenemos, porque no sabemos cuándo van a llegar los nuevos”.

Los próximos pasos tienen que ver con la realización de estudios físico-quimicos para luego ir agregando los diferentes aditivos, analizar la acción farmacológica en las células y la citotoxicidad del material. Passamai aclara que quedan varios años de desarrollo por delante antes de pasar a pruebas clínicas. También apunta que las regulaciones para hacer este tipo de ensayos son muy estrictas e implican mucha burocracia de por medio. “Todavía no sabemos con qué institución vamos a hacer las pruebas porque es muy pronto, pero queremos empezar a establecer vínculos. Para que este tipo de tratamientos sea eficaz es muy importante el trabajo interdisciplinario junto con médicos de diversas especialidades y que los pacientes puedan acceder a un tratamiento preventivo de forma temprana y adecuada”, concluye.

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