Un hito en la medicina mínimamente invasiva ha sido alcanzado en Suiza. Investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) presentaron la primera bioimpresora del tamaño de una píldora que puede ser tragada y guiada dentro del tracto gastrointestinal para reparar tejidos dañados.
Este dispositivo, llamado Sistema de Deposición Endoluminal Magnética (MEDS por sus siglas en inglés), promete transformar el tratamiento de lesiones internas como úlceras y hemorragias, que actualmente requieren procedimientos quirúrgicos que suelen ser invasivos y no siempre resultan en una reparación permanente.
La biompresión ha surgido como una terapia efectiva que deposita “tinta” biocompatible, a menudo hecha de polímeros naturales derivados de algas marinas, para crear un andamiaje para el crecimiento de nuevas células. Sin embargo, las bioimpresoras tradicionales, al igual que las herramientas quirúrgicas, son voluminosas y requieren anestesia. Por otro lado, aunque existen “cápsulas inteligentes” ingeribles que pueden ser guiadas externamente para liberar fármacos, su movimiento se vuelve impredecible cuando entran en contacto con la pared del tejido, ya que están diseñadas para viajar a través de líquidos.
El MEDS logra la proeza de combinar los principios de las bioimpresoras in situ con los conceptos de liberación de fármacos de las cápsulas inteligentes. El director del laboratorio de Tecnologías de Fabricación Avanzada de la EPFL, Vivek Subramanian, PhD, sostiene en un comunicado que esta combinación permite la visión de “una nueva clase de dispositivo: una bioimpresora tragable del tamaño de una píldora”.
Ingeniería de precisión en una cápsula
El dispositivo MEDS tiene el tamaño de una píldora y su diseño se asemeja al de una birome. Contiene una pequeña cámara de bio-tinta y un mecanismo de émbolo accionado por resorte que empuja el material hacia afuera.
El sistema carece de electrónica a bordo: la liberación de la bio-tinta se activa mediante un rayo láser de infrarrojo cercano (NIR) que penetra de forma segura los tejidos corporales. La cápsula es guiada con precisión utilizando un imán externo montado en un brazo robótico, operado de manera similar a un joystick. Esta configuración permite al MEDS moverse a lo largo de la pared del tejido, lo cual es esencial para una bioimpresión efectiva.
El equipo de la EPFL, cuyo trabajo fue publicado en la revista Advanced Science, ya demostró el potencial del sistema. En experimentos de laboratorio controlados, el MEDS reparó exitosamente úlceras artificiales de varios tamaños y selló simulaciones de hemorragias en tejido gástrico simulado. Más importante aún, en pruebas in vivo realizadas en conejos, los investigadores lograron depositar bio-tinta en los tractos gástricos y recuperar la cápsula oralmente mediante guía magnética, demostrando su potencial para la reparación mínimamente invasiva.
La bio-tinta depositada no solo ofrece protección física contra los jugos gástricos, sino que puede ser combinada con medicamentos o células para impulsar aún más la reparación. El estudiante de doctorado Sanjay Manoharan, primer autor del estudio, explicó que en los experimentos de laboratorio, su bio-tinta cargada de células “retuvo su integridad estructural durante más de 16 días, sugiriendo su potencial como un ‘micro-biorreactor’ que puede liberar factores de crecimiento y reclutar nuevas células” para la curación de heridas.
Los investigadores de la EPFL planean ahora extender las capacidades del MEDS a los vasos sanguíneos y a los tejidos de la pared abdominal (peritoneo). Este trabajo sienta las bases para futuros dispositivos ingeribles que no solo entreguen moléculas, sino que “construyan activamente tejido en los mismos espacios donde se asentó la enfermedad”. Este avance es especialmente relevante, considerando que las enfermedades gastrointestinales causan más de 2,5 millones de muertes a nivel global cada año.