¿Qué son los andamios de ingeniería de tejidos?
Los andamios de ingeniería de tejidos son estructuras hechas de sustancias artificiales o naturales que sirven como una forma en la cual las células pueden crecer. El andamio puede ser inerte y no puede interactuar con las células que crecen en él, o puede ayudar activamente a las células a crecer mediante la liberación de señales químicas. Tales andamios son útiles en la reconstrucción o reemplazo de tejido humano perdido.
La ingeniería de tejidos se basa en la creación de nuevas células y estructuras biológicas en el laboratorio para reemplazar tejidos y órganos perdidos o dañados. Para este propósito, los ingenieros de tejidos necesitan un molde, o andamio, en el que las células puedan crecer, ya que las células que crecen en el laboratorio no forman mohos. en cambio, se extienden en forma bidimensional. Los andamios están destinados a estimular a las células para que se unan y crezcan en una determinada forma predeterminada.
Los andamios pueden estar hechos de una variedad de sustancias. Estos incluyen plásticos, proteínas de seda, cerámica de fosfato de calcio e incluso polímeros naturales como el colágeno. En 2010, un hospital de investigación español experimentó con corazones humanos que habían sido retirados de los donantes y liberados de todas las células, dejando la estructura de colágeno. El objetivo era eliminar las células de un paciente que necesita un trasplante de corazón y dejar que las células crezcan en el andamio de colágeno para crear un nuevo corazón que no ataque el sistema inmune como extraño.
Un marco de ingeniería de tejidos debe ser poroso. Las células pueden conectarse entre sí a través de los poros y adherirse entre sí. Idealmente, el andamio también debería liberar químicos que promuevan la migración celular, la adhesión celular y la diferenciación en células especializadas. Otra ventaja de algunos andamios de ingeniería de tejidos es que son biodegradables y se descomponen tan pronto como las células han formado la forma deseada.
Un problema importante con algunos andamios de ingeniería de tejidos es que las células necesitan oxígeno y nutrientes para crecer. Hasta cierto punto, las células pueden migrar a los poros del andamio. Sin embargo, una vez que las células penetran demasiado profundamente en los poros, no reciben suficientes nutrientes u oxígeno porque las capas superiores de las células bloquean el movimiento de nutrientes y oxígeno hacia las capas inferiores. Una innovación, conocida como andamio de forma libre sólida (SFF), evita este problema porque está equipado con vasos sanguíneos artificiales que transportan estos nutrientes a través de la estructura y eliminan los productos de desecho. Los andamios de ingeniería de tejidos SFF se probaron en 2011 para perfeccionar el sistema de vasos sanguíneos artificiales para que se puedan producir órganos grandes y complejos.
Los científicos ya han hecho piel colocando las células de la piel de los pacientes en una estructura de colágeno. La piel es una estructura bidimensional, por lo que el problema de la difusión de oxígeno y nutrientes no ha impedido el desarrollo. Esta piel se usa para tratar injertos de piel.