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Biotecnología

No es un implante robótico: es un autómata que ayuda a mejorar los implantes

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Los robots humanoides pueden potenciar el crecimiento de las células de los tendones humanos estirándolas de la misma manera que lo hacen las personas cuando se mueven

  • por Rhiannon Williams | traducido por Ana Milutinovic
  • 16 Junio, 2022

Un hombro robótico que estira, presiona y retuerce el tejido tendinoso humano cultivado en laboratorio podría allanar el camino para que los injertos de tejido sean más exitosos.

Aunque el campo de la ingeniería de tejidos todavía sigue siendo bastante experimental, hasta ahora se han implantado en pacientes células de la piel, cartílago e incluso una tráquea cultivada a partir de muestras de células humanas.

Pero cultivar células tendinosas humanas que sean utilizables ha resultado ser más complicado, ya que se tienen que estirar y torcer. En las últimas dos décadas, los científicos han potenciado el crecimiento y la maduración de las células y tejidos tendinosos cultivados al estirarlos repetidamente en una dirección. Sin embargo, este enfoque no ha logrado hasta ahora producir injertos de tejido completamente funcionales que se puedan usar clínicamente en los cuerpos humanos.

Un nuevo estudio, publicado recientemente en Communications Engineering, muestra cómo los robots humanoides podrían usarse para cultivar un tejido de tendón que se parezca más al real.

"La necesidad clínica existe claramente. Si logramos crear injertos in vitro que sean de buena calidad para su uso clínico, sería realmente útil para mejorar los resultados en los pacientes. Cualquier mejora sería más que bienvenida", señala Pierre-Alexis Mouthuy, jefe del equipo de la Universidad de Oxford (Reino Unido).

El primer paso consistió en rediseñar la cámara de pruebas que alberga las células, conocida como biorreactor, para unirla a un hombro robótico humanoide capaz de doblar, empujar, tirar y torcer las células de la misma manera que lo harían los tejidos musculoesqueléticos.

Mientras que los biorreactores tradicionales se parecen a unas cajas rígidas, este equipo creó uno nuevo, flexible, en el que los fibroblastos (las células alargadas que se encuentran en los tejidos conectivos) se cultivan en una especie de andamio de plástico blando suspendido entre dos bloques rígidos. Conectaron esta cámara al hombro robótico, que durante 14 días estuvo media hora al día replicando los tipos de movimientos de elevación y rotación que haría un ser humano.

Después se descubrió que las células en el biorreactor se habían reproducido más rápidamente que las muestras que no se habían estirado, y expresaban genes de manera diferente, aunque los investigadores aún no saben cómo eso influye en la calidad del injerto. El equipo planea investigar cómo las células cultivadas en su nuevo biorreactor se comparan con las cultivadas en los biorreactores de estiramiento tradicionales.

"El uso de robots para la ingeniería de tejidos crea estimulaciones biomecánicas mucho más realistas, que considero como un gran avance", afirma la profesora de la Universidad de Sheffield (Reino Unido) Dana Damian, que no participó en el estudio. "El siguiente paso sería demostrar que la participación de los robots muestra una clara mejora con respecto al uso de los biorreactores convencionales".

Esta tecnología se podría usar con el fin de producir tejido para reparar los desgarros en los tendones del manguito rotador, un problema muy común en el hombro que puede surgir de una lesión deportiva o de una enfermedad como la tendinitis, que es la causa más común de dolor en el hombro en adultos. Por lo general, los cirujanos usan suturas para volver a unir los tendones rotos al hueso, pero es una reparación que falla en alrededor del 40% de los casos debido a la cicatrización deficiente del tejido. Los injertos de tejido cultivado mediante la estimulación de robots humanoides podrían sanar con más éxito.

La técnica aún está lejos de producir un injerto de tejido de tendón completamente funcional, pero los investigadores aseguran que un enfoque similar podría tener otras aplicaciones también, como, por ejemplo, creando mejores músculos o ligamentos en los biorreactores. Además, según sugiere el equipo, los robots se podrían fabricar para que coincidan con la fisiología del paciente, personalizando el tejido que producen.

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