Crédito: Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH)
La temperatura más cálida y las flores en flor señalan la llegada de la primavera. Sin embargo, las preocupaciones sobre las enfermedades respiratorias también están aumentando debido al polvo fino y los virus. El pulmón, que es vital para la respiración, es bastante difícil de crear artificialmente para uso experimental debido a su estructura compleja y su delgadez. Recientemente, un equipo de investigación de POSTECH logró producir un modelo de pulmón artificial mediante impresión 3D.
Profesor Sungjune Jung del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales, y Profesor Joo-Yeon Yoo y Ph.D. El candidato Dayoon Kang, del Departamento de Ciencias de la Vida de POSTECH, juntos lograron crear un modelo de pulmón tridimensional que contiene una variedad de líneas de células alveolares humanas utilizando bioimpresión de inyección de tinta. La bioimpresión de inyección de tinta está atrayendo la atención por permitir la producción de tejidos estandarizados y personalizados para el paciente, y se anticipa que reemplazará a los modelos de prueba convencionales, ya que se puede producir en masa. Los hallazgos de este estudio se publicaron recientemente en Advanced Science.
Los pulmones humanos respiran constantemente para absorber el oxígeno necesario para la actividad vital y expulsar el dióxido de carbono generado como subproducto. El oxígeno que ingresa al cuerpo llega a los alvéolos a través de las vías respiratorias y se reemplaza con dióxido de carbono transportado por la sangre a través de los capilares de los alvéolos.
Aquí, los alvéolos están hechos de una capa delgada de células epiteliales y están rodeados por finos capilares que imitan uvas huecas. La membrana alveolar, a través de la cual viajan el oxígeno y el dióxido de carbono, es una estructura de tres capas de epitelio/membrana basal/capilar endotelial y es muy delgada para facilitar el proceso de intercambio de gases. Hasta ahora, ha habido limitaciones para replicar con precisión los alvéolos con una estructura tan delgada y compleja.
Para esto, el equipo de investigación fabricó un modelo de barrera alveolar de tres capas con un grosor de aproximadamente 10 micrómetros (m) a través de -deposición de resolución de células alveolares mediante impresión de inyección de tinta gota a demanda1. Este modelo recién producido mostró un mayor grado de simulación en comparación con un modelo de cultivo celular bidimensional, así como un modelo tridimensional no estructurado cultivado a partir de la mezcla de células alveolares y colágeno.
El equipo de investigación también confirmó que el modelo de barrera alveolar recientemente desarrollado reprodujo de manera similar la respuesta fisiológica a nivel de tejido real con respecto a la infectividad viral y la respuesta antiviral. Cuando este modelo se utilizó como modelo de infección por el virus de la influenza, los investigadores pudieron observar la autoproliferación y la respuesta antiviral del virus.
«Hemos estado imprimiendo células y fabricando tejidos usando el método de bioimpresión, pero esta es la primera vez en el mundo que simula una barrera alveolar con una estructura de tres capas de unos 10 m de espesor», explicó el profesor Sungjune Jung de POSTECH. «También es la primera vez que una barrera alveolar artificial se infecta con un virus y se observa una respuesta antiviral fisiológica».
El profesor Jung agregó: «El tejido artificial producido esta vez puede usarse como una plataforma temprana para evaluar la eficacia de medicamentos terapéuticos y vacunas que contrarrestan los virus respiratorios infecciosos, incluido el virus COVID-19, ya que permite la producción en masa y el control de calidad, así como la fabricación de modelos de enfermedades personalizados para el paciente».
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Infección por SARS-CoV-2 demostrada en un modelo de tejido bronquioalveolar de pulmón humano Más información: Dayoon Kang et al, modelo de barrera alveolar 3D AllInkjetPrinted con microarquitectura fisiológicamente relevante, Advanced Science (2021). DOI: 10.1002/advs.202004990 Proporcionado por la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) Cita: Un modelo de pulmón artificial impreso en 3D (26 de marzo de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress .com/news/2021-03-3d-printed-artificial-lung.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.