La TU Graz y el VIT imprimen en 3D una piel sintética con células vivas

Según una información publicada por la Universidad Tecnológica de Graz (TU Graz) y el Instituto de Tecnología de Vellore (VIT) de la India, un equipo de investigación está desarrollando una piel sintética impresa en 3D provista de células vivas con el fin de probar las nanopartículas que se utilizan en los cosméticos sin necesidad de realizar ensayos con animales.

La Directiva 2010/63/UE estableció una serie de limitaciones respecto a la realización de experimentos con animales para testar tanto los propios cosméticos como sus ingredientes en todo el territorio de la Unión Europea. Esta normativa ha provocado que muchas compañías busquen alternativas para comprobar el grado de absorción y la toxicidad de las nanopartículas que se utilizan en determinados productos de belleza, como las cremas solares. Un equipo de investigadores de la TU Graz y el VIT trabaja en el desarrollo de una piel sintética que imita la estructura tisular tricapa y la biomecánica de la piel humana. Este sucedáneo se puede fabricar mediante la impresión 3D y está compuesto por una serie de formulaciones de hidrogeles que se imprimen al mismo tiempo que las células vivas. Los primeros prototipos de piel ya están listos para iniciar las pruebas con las nanopartículas.

Hidrogeles

«Los hidrogeles que utilizamos para fabricar esta piel con la impresora 3D tienen que cumplir una serie de requisitos», explica Karin Stana Kleinschek, del Institute of Chemistry and Technology of Biobased Systems de la Universidad Técnica de Graz. «Uno de ellos es que deben ser capaces de interactuar con las células vivas de la piel. Estas células no solo tienen que sobrevivir, sino también ser capaces de crecer y multiplicarse».

La base para obtener una estructura estable e imprimible en 3D son las formulaciones de hidrogeles que desarrolla la TU Graz. Los hidrogeles se caracterizan por su elevado contenido en agua, que genera las condiciones idóneas para la integración y el crecimiento de las células. Sin embargo, esta composición también obliga a utilizar diferentes técnicas para estabilizar mecánica y químicamente las impresiones 3D.

La TU Graz trabaja con gran ahínco en el desarrollo de varios métodos de entrecruzamiento para estabilizar estos sucedáneos. Lo ideal, siguiendo el ejemplo de la naturaleza, es que el proceso se produzca en condiciones muy suaves y sin utilizar productos químicos citotóxicos. Una vez estabilizadas, los socios de la India que colaboran en el proyecto se encargan de probar la resistencia y la toxicidad de las impresiones 3D en cultivos celulares. Únicamente cuando las células cutáneas del hidrogel logran sobrevivir en el cultivo celular durante dos o tres semanas y desarrollan tejido cutáneo, puede hablarse de una «piel sintética». Después, este sucedáneo de la piel humana puede utilizarse para llevar a cabo otros ensayos celulares con cosméticos.

Prueba superada

Las primeras pruebas de los hidrogeles impresos en 3D en cultivos celulares han tenido un gran éxito. Los materiales entrecruzados no son citotóxicos y se caracterizan por su estabilidad mecánica. «El siguiente paso será utilizar los modelos impresos en 3D (la piel sintética) para probar las nanopartículas», explica Kleinschek. «Este éxito no habría sido posible sin la investigación conjunta entre la TU Graz y el VIT. Nuestra larga trayectoria en el campo de la investigación de materiales para tejidos sintéticos y la experiencia del VIT en el ámbito de la biología molecular y celular han resultado ser un complemento perfecto. Ahora trabajamos juntos para seguir mejorando las formulaciones de hidrogel y confirmar su utilidad para sustituir a la experimentación animal».