04 de marzo de 2024 (Noticias de Nanowerk) El tejido graso es la clave para imprimir en 3D capas de piel viva y potencialmente folículos pilosos, según investigadores que recientemente aprovecharon células grasas y estructuras de soporte a partir de tejido humano obtenido clínicamente para corregir con precisión lesiones en ratas. El avance podría tener implicaciones para la cirugía facial reconstructiva e incluso para los tratamientos de crecimiento del cabello en humanos. Los hallazgos del equipo publicados en Materiales bioactivos ("La bioimpresión intraoperatoria de células madre derivadas del tejido adiposo humano y matriz extracelular induce crecimientos descendentes similares a folículos pilosos y formación de tejido adiposo durante la reconstrucción de la piel craneomaxilofacial de espesor total"). Las La Oficina de Patentes y Marcas concedió al equipo una patente en febrero por la tecnología de bioimpresión que desarrolló y utilizó en este estudio. "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, quien dirigió la colaboración internacional que llevó a cabo el trabajo. “Con este trabajo, demostramos 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 intraoperatoriamente un sistema vivo completo de múltiples capas de piel, incluida la capa más inferior o hipodermis. Intraoperatoriamente se refiere a la capacidad de imprimir el tejido durante la cirugía, lo que significa que el enfoque puede usarse para reparar la piel dañada de manera más inmediata y sin problemas, dijeron los investigadores. La capa superior, la epidermis que sirve como piel visible, se forma con el apoyo de la capa intermedia por sí sola, por lo que no requiere impresión. La hipodermis, formada por tejido conectivo y grasa, proporciona estructura y soporte al cráneo. "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”. Los investigadores comenzaron con tejido adiposo humano obtenido de pacientes sometidos a cirugía en Penn State Health Milton S. Centro médico Hershey. 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) para fabricar un componente de la biotinta. El equipo de Ravnic 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. Cada componente se cargó en uno de los tres compartimentos de la bioimpresora. El tercer compartimento se llenó con una solución coagulante que ayuda a que los otros componentes se unan adecuadamente al sitio lesionado. "Los tres compartimentos nos permiten coimprimir la mezcla de matriz y fibrinógeno junto con las células madre con un control preciso", dijo Ozbolat. "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". Lograron 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. "No funciona eficazmente sólo con las células o sólo con la matriz; tiene que ser al mismo tiempo". También descubrieron que la hipodermis contenía crecimientos descendentes, la etapa inicial de la formación temprana de los folículos pilosos. Según los investigadores, si bien las células grasas no contribuyen directamente a la estructura celular de los folículos pilosos, sí participan en su regulación y mantenimiento. "En nuestros experimentos, las células grasas pueden haber alterado la matriz extracelular para apoyar mejor la formación de crecimiento descendente", dijo Ozbolat. "Estamos trabajando para avanzar en esto, para madurar los folículos pilosos con densidad, direccionalidad y crecimiento controlados". 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.

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• Fuente: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=64778.php