Los científicos logran bioimprimir huesos y piel 3D para los astronautas que viajen a Marte

Un nuevo proyecto de la Agencia Espacial Europea ha logrado imprimir tejido humano, una conquista que abre un amplio abanico de posibilidades en las futuras expediciones espaciales.jueves, 11 de julio de 2019

Por Cristina Crespo Garay - National Geographic
Muestra de hueso humano impresa en 3D. La bioimpresión de tejido humano podría ayudar a mantener a los astronautas saludables hasta Marte gracias a un proyecto de la ESA, que ha fabricado las primeras muestras bioimpresas de piel y hueso.
Muestra de hueso humano impresa en 3D. La bioimpresión de tejido humano podría ayudar a mantener a los astronautas saludables hasta Marte gracias a un proyecto de la ESA, que ha fabricado las primeras muestras bioimpresas de piel y hueso.
foto por ESA, SJM

Los humanos podríamos tardar entre 6 meses y dos años y medio en recorrer el trayecto de 225 millones de kilómetros que separa nuestro planeta Tierra de Marte. Mantener la salud de los astronautas durante el viaje espacial teniendo en cuenta las millones de posibles variables y el reducido margen que da una cabina espacial es casi misión imposible.

Con el objetivo de diseñar una solución a medida para este desafío, un proyecto de la Agencia Espacial Europea acaba de crear las primeras muestras de huesos y piel a través de la bioimpresión 3D, con la colaboración del Hospital Universitario de la Universidad Técnica de Dresde (TUD).

Este logro supone la posibilidad de responder rápidamente a las urgencias médicas que puedan surgir y crear in situ las soluciones en el propio espacio. “En el caso de quemaduras, por ejemplo, se podría bioimprimir piel nueva en lugar de injertarla desde otra parte del cuerpo del astronauta, lo que provocaría una lesión secundaria que no sería fácil de curar en el entorno orbital”, explica Tommaso Ghidini, director de la división Estructuras, Mecanismos y Materiales de la ESA.

Construyendo el espacio 3.0

“En el caso de fracturas óseas, cuya probabilidad es mayor en la ingravidez del espacio o en la gravedad parcial de Marte, que es 0,38 veces la de la Tierra, podría insertarse hueso de sustitución en las áreas dañadas. En todos los casos, el material bioimpreso procedería del propio astronauta, por lo que no habría problemas de rechazo”.

Muestra bioimpresa de piel humana realizada por el proyecto de la Agencia Espacial Europea. Esta muestra se imprimió con células de la piel humana utilizando plasma sanguíneo humano como una "tinta biológica" rica en nutrientes.
Muestra bioimpresa de piel humana realizada por el proyecto de la Agencia Espacial Europea. Esta muestra se imprimió con células de la piel humana utilizando plasma sanguíneo humano como una "tinta biológica" rica en nutrientes.
foto por ESA, SJM

Se trata del primer paso de un ambicioso plan para convertir la bioimpresión 3D en una opción viable para la vida en el espacio, que podría marcar la diferencia en el establecimiento de una aldea lunar o hacer llegar el hombre hasta territorio marciano.

Para demostrar que este proyecto es realizable una vez abandonado el planeta Tierra y en condiciones de gravedad -1 G, la impresión del tejido humano se llevó  a cabo boca abajo, ante la poca practicidad de realizar un acceso prolongado a entornos de microgravedad.

“Las células cutáneas se pueden bioimprimir empleando como ‘biotinta’ rica en nutrientes plasma sanguíneo humano, fácil de obtener de los tripulantes de una misión”, comenta Nieves Cubo, de la TUD, en un comunicado de la Agencia Espacial Europea.

Hueso bioimpreso en crecimiento. Esta muestra ósea se imprimió con células madre humanas utilizando plasma sanguíneo humano como una "tinta biológica" rica en nutrientes, con la adición de un cemento óseo de fosfato de calcio como material de soporte de la estructura, que posteriormente se absorbió durante la fase de crecimiento.
Hueso bioimpreso en crecimiento. Esta muestra ósea se imprimió con células madre humanas utilizando plasma sanguíneo humano como una "tinta biológica" rica en nutrientes, con la adición de un cemento óseo de fosfato de calcio como material de soporte de la estructura, que posteriormente se absorbió durante la fase de crecimiento.
foto por Hospital universitario de la universidad técnica de Dresde

“No obstante, el plasma tiene una consistencia muy fluida, por lo que resulta difícil trabajar con él en las condiciones de gravedad alterada. Por eso hemos desarrollado una receta modificada añadiendo metilcelulosa y alginato para incrementar la viscosidad del sustrato”, explica la experta. “Los astronautas podrían obtener estas sustancias de plantas y algas, respectivamente, una solución viable en el espacio cerrado de una expedición espacial”.

Biotinta de células madre

Para fabricar los huesos, los científicos han recurrido a células madre “con una composición de biotinta similar, añadiendo un cemento óseo de fosfato de calcio como material de soporte estructural, que después se absorbería durante la fase de crecimiento”, explica Nieves Cubo.

Para hacer de este proyecto un plan viable para el espacio, los expertos están estudiando el tipo de instalaciones que serían necesarias, como equipos, salas quirúrgicas o entornos estériles . La línea de la investigación también continúa hacia la fabricación de tejidos más complejos para lograr incluso transplantes en el espacio o en otros planetas.

Vista cercana del crecimiento del hueso bioimpreso con células madre humanas, que utiliza plasma sanguíneo humano como una "tinta biológica" rica en nutrientes con la adición de un cemento óseo de fosfato de calcio como material de soporte de la estructura.
Vista cercana del crecimiento del hueso bioimpreso con células madre humanas, que utiliza plasma sanguíneo humano como una "tinta biológica" rica en nutrientes con la adición de un cemento óseo de fosfato de calcio como material de soporte de la estructura.
foto por Hospital universitario de la universidad técnica de Dresde

“Un viaje a Marte u otros destinos interplanetarios implicará pasar varios años en el espacio”, afirma Ghidini, director de la división Estructuras, mecanismos y materiales de la ESA. “La tripulación correrá grandes riesgos y no será posible volver a casa antes de lo previsto. Además, sería imposible transportar suministros médicos suficientes para hacer frente a cualquier eventualidad dados los límites de espacio y masa de una nave”.

En suelo terrícola, la bioimpresión es ya un habitual entre las investigaciones más innovadoras, pero este es el primer proyecto que trata de aplicar esta tecnología punta más allá de nuestra atmósfera. “En el espacio hay que hacer más con menos y las cosas tienen que funcionar en un entorno adverso, así que se optimizan y miniaturizan distintos elementos tecnológicos”, concluye Ghidini con la esperanza de que este trabajo también contribuya “a su avance en la Tierra, acelerando su disponibilidad y haciendo que llegue antes a la gente”.

Seguir leyendo