Los injertos de piel impresos en 3D ofrecen esperanza para la recuperación de quemaduras

Investigadores de la Universidad de Linköping presentaron injertos de piel impresos en 3D que contienen células vivas. Su trabajo podría, algún día, permitir a las víctimas de quemaduras y a quienes sufren lesiones cutáneas graves regenerar sus células perdidas, logrando una recuperación completa.  Aquí se explica cómo este “piel en una jeringa” tiene el potencial de revolucionar los tratamientos de quemaduras en el futuro.

Por qué la regeneración de la piel es importante

La piel es uno de los órganos más asombrosos de tu cuerpo, pero también uno de los menos comprendidos. La piel representa aproximadamente el 15 % de tu peso corporal total y es responsable de una variedad de funciones biológicas cruciales. Estas tareas incluyen regular la temperatura de tu cuerpo, proteger tus demás órganos y proporcionar una superficie segura para experimentar la sensación del tacto.

Ayudando a las víctimas de quemaduras

Dada la importancia de la piel para tus funciones corporales, no es sorprendente que los investigadores hayan dedicado mucho tiempo a buscar formas de ayudar a quienes pierden o dañan este órgano. Lamentablemente, las quemaduras graves son una de las formas más comunes en que las personas sufren lesiones cutáneas irreparables. Las quemaduras pueden destruir múltiples capas de la piel, dejando al paciente sin posibilidad de una recuperación completa.

Injertos de piel

Cabe destacar que los injertos de piel son la forma más común que los profesionales médicos utilizan para tratar a pacientes que sufren una pérdida epidérmica severa. La práctica del injerto se menciona en textos desde el Antiguo Egipto. Sin embargo, la práctica tal como se conoce hoy se remonta a 1869, cuando Jacques‑Louis Reverdin descubrió el método que George David Pollock utilizaría más tarde para realizar la primera operación exitosa en 1872.
Los injertos de piel consisten en aplicar una capa delgada de células sobre el área quemada. La capa trasplantada difiere de la original en que contiene un solo tipo de célula responsable del crecimiento de la epidermis, la capa más externa de la piel.

Limitaciones de los injertos de piel tradicionales

El problema con los injertos de piel tal como se realizan hoy es que solo se centran en la epidermis. Este enfoque puede provocar la formación de tejido cicatricial y tiempos de recuperación más lentos. La razón del tejido cicatricial es que el método actual ignora el tejido dañado de la dermis.

La dermis es una capa más compleja de la piel que se encuentra directamente debajo de la epidermis. Esta capa está compuesta por nervios, vasos sanguíneos, folículos pilosos y otros componentes vitales de tu piel. Es esta capa la que le da a tu piel su elasticidad y sensación natural, a diferencia del tejido cicatricial.

Los científicos han intentado durante mucho tiempo recrear la dermis, pero no han logrado completar la tarea en el laboratorio. Lamentablemente, la complejidad de la dermis la hace prácticamente imposible de duplicar en entornos de laboratorio. Reconociendo estas limitaciones, los ingenieros idearon un enfoque diferente y más eficaz.

Estudio de injertos de piel impresos en 3D

El estudio Biphasic Granular Bioinks for Biofabrication of High Cell Density Constructs for Dermal Regeneration¹, publicado en Advanced Healthcare Materials, describe un método novedoso para abordar los injertos de piel.
Este enfoque combina células cultivadas específicamente sobre perlas de gelatina con un gel de ácido hialurónico para permitir al paciente regenerar su dermis de forma natural, eliminando el tejido cicatricial y mejorando los resultados de recuperación.

Papel de los fibroblastos en la regeneración de la piel

Los ingenieros comenzaron su trabajo examinando qué células ayudan al crecimiento de la dermis. Notaron que la célula más común, los fibroblastos, podrían actuar como catalizador para la regeneración. Los fibroblastos son un tejido conectivo que ofrece predictibilidad y accesibilidad a los investigadores.
Estas células son esenciales para la regeneración dérmica por varias razones. Específicamente, producen componentes cruciales de la matriz extracelular (ECM), como la elastina y el colágeno. Estos componentes le dan a tu piel integridad y mantienen su estructura unida. Los fibroblastos también ofrecen a los ingenieros otra gran ventaja: pueden desarrollarse en otros tipos de células especializadas, abriendo la puerta a su uso en una variedad de procedimientos en el futuro.

Andamiaje de perlas de gelatina

El científico luego necesitó averiguar sobre qué cultivar las células. Determinaron que el uso de perlas de gelatina porosas permitiría que las células maduraran adecuadamente. El pequeño tamaño y la flexibilidad de estas perlas de gel les permiten adaptarse a cualquier forma o configuración requerida para los tratamientos. Sin embargo, carecían de la estructura para permanecer en su lugar una vez dispensadas.

Fuente – Linköping University

Gel de adelgazamiento por cizallamiento

Para lograr esta estructura adicional, los ingenieros mezclaron las perlas con un gel de ácido hialurónico. El gel genera una reacción química, formando rápidamente un vínculo químico fuerte. Esta síntesis química especializada se conoce como química de clic.
Los científicos descubrieron que era ideal porque ofrece reacciones simples y eficientes con mínimos subproductos o desechos. Notaron que su nuevo gel se solidifica cuando se expone a una ligera presión, como la que se produce al ser exprimido a través de una jeringa.

Estructuras de piel imprimibles en 3D

Este enfoque abre la puerta a una variedad de aplicaciones, desde médicos que curan heridas con jeringas de piel viva, hasta una impresora 3D que utiliza una boquilla especial para ayudar a quienes sufren daños catastróficos en su dermis.

Pruebas de injertos de piel impresos en 3D

Los ingenieros utilizaron reología oscilatoria y microscopía electrónica de barrido 3D para probar su teoría. Como parte de la fase de pruebas, ratones de laboratorio recibieron pequeños discos impresos en 3D colocados quirúrgicamente bajo la piel. Este enfoque permitió a los ingenieros monitorizar el crecimiento de la dermis mediante múltiples métodos.

Resultados de las pruebas de injertos de piel impresos en 3D

El resultado de la prueba coincidió con las expectativas de los ingenieros. El estudio señala que los bio‑tintas granulares bifásicas de ultra‑alta densidad celular para la regeneración dérmica se integraron mejor que los injertos de piel tradicionales. Además, descubrieron que el implante había desarrollado nuevos vasos sanguíneos, lo cual es un paso vital en la regeneración.
Los implantes fueron monitorizados durante varias semanas después del procedimiento. Los ingenieros encontraron que los fibroblastos permanecieron activos en el gel durante semanas después de la impresión. Estos datos sugieren que la dermis replicada será suficiente para el crecimiento tisular a largo plazo en víctimas de quemaduras.

Beneficios del estudio de injertos de piel impresos en 3D

Este estudio aporta numerosos beneficios a la industria. En primer lugar, abre la puerta a una comprensión más profunda de la dermis y sus capacidades de regeneración. La biimpresión 3D exitosa de estructuras robustas auto‑soportantes y constructos cargados de células para trasplante representa un hito importante para el sector de la salud.

Fabricación personalizada

Otro beneficio de este estudio es que permitirá a los especialistas tomar muestras celulares de pacientes y regenerar partes vitales de la dermis u otras células cutáneas con mayor precisión. Estas células pueden luego entregarse a los pacientes mediante métodos precisos como la impresión 3D, reduciendo el costo total de futuros tratamientos.

Aplicaciones y cronograma para los injertos de piel impresos en 3D

Existen numerosas aplicaciones para esta tecnología en todo el sector sanitario. El uso principal será ayudar a quienes sufren lesiones cutáneas traumáticas, como quemaduras por fuego o químicas. Este estudio abre la puerta a una recuperación completa, en contraste con los métodos actuales que dejan cicatrices permanentes y daño nervioso.

Cirugía estética

Otra aplicación de esta tecnología será en el sector de la cirugía estética. Esta tecnología podría adaptarse para proporcionar colágeno y elasticidad adicionales a la piel a medida que envejece. Dado que ofrece una forma natural de que la dermis se reconstruya, ofrecería mejores resultados que los métodos actuales que dependen de ralentizar los efectos del envejecimiento.

Cronograma para el uso clínico

Se puede esperar que los injertos de piel impresos en 3D se conviertan en una práctica común en los próximos 10‑15 años. Aún queda mucha investigación por realizar sobre los efectos a largo plazo de este procedimiento, incluido el ensayo en pacientes humanos. Todas estas tareas llevarán años en completarse. Sin embargo, tras las pruebas clínicas, las víctimas de quemaduras podrían acceder a este procedimiento revolucionario.

Investigadores de los injertos de piel impresos en 3D

El estudio de injertos de piel impresos en 3D fue organizado por la Universidad de Linköping y el Centro de Medicina de Desastres y Traumatología, ubicado en Suecia. El artículo enumera a Johan Junker, Daniel Aili, Rozalin Shamasha, Sneha Kollenchery Ramanathan, Kristin Oskarsdotter, Fatemeh Rasti Boroojeni, Aleksandra Zielińska, Sajjad Naeimipour, Philip Lifwergren, Nina Reustle, Lauren Roberts, Annika Starkenberg, Gunnar Kratz, Peter Apelgren, Karin Säljö, Jonathan Rakar y Lars Kölby como colaboradores del trabajo.

El apoyo financiero para el estudio provino de la Fundación Erling‑Persson, el Consejo Europeo de Investigación, el Consejo Sueco de Investigación y la Fundación Knut y Alice Wallenberg.

Fuente – Linköping University

Futuro de los injertos de piel impresos en 3D

Los ingenieros aún tienen mucho trabajo por delante si pretenden llevar su piel en una jeringa al mercado. Según su artículo, los próximos pasos incluirán probar la tecnología en un modelo de heridas porcinas, lo que debería proporcionar información valiosa sobre el proceso en la piel humana.
Curiosamente, este trabajo se correlaciona con otro estudio del equipo, que reveló un método novedoso para formar hilos de hidrogel elástico con un 98 % de contenido de agua. Estos diminutos tubos podrían actuar como vasos sanguíneos artificiales, los cuales los ingenieros esperan que funcionen en conjunto con su piel impresa en 3D para lograr una recuperación completa.

Invertir en HealthTech

Existen varias empresas que continúan trabajando para crear mejores injertos de piel. Estas empresas han invertido mucho financiamiento y esfuerzo en I&D con el objetivo de crear los injertos de piel más duraderos y realistas posibles. Aquí hay una empresa que pretende ser pionera en la aplicación y desarrollo de injertos en el futuro.

Avita Medical Inc

Avita Medical Inc., con sede en Australia, (RCEL ) ingresó al mercado en 1993 como Clinical Cell Culture (C3). El investigador avanzado de injertos de piel fue la creación del especialista en quemaduras Dra. Fiona Wood y la ingeniera Marie Stoner. Su objetivo era crear la tecnología de ‘piel en spray’ que acelerara los tratamientos para víctimas de quemaduras.

En 2005, Avita Medical recibió la aprobación para ofrecer su sistema RECELL en los mercados de la UE. Esta aprobación ayudó a la empresa a expandir su posición en el mercado. En 2018, la compañía obtuvo la aprobación de la FDA en EE. UU., marcando un hito importante.
Desde entonces, Avita Medical ha reforzado su posición en los mercados tanto de la UE como de EE. UU. En 2024, lanzó varios productos nuevos, incluidos PermeaDerm y Cohealyx, expandiéndose a los biosintéticos y plataformas de crecimiento de colágeno.

Últimas noticias y desarrollos de acciones de Avita Medical (RCEL)

Injertos de piel impresos en 3D | Conclusión

El estudio de injertos de piel impresos en 3D representa un avance en la terapia para víctimas de quemaduras. Esta investigación pionera abre la puerta a que quienes sufren quemaduras desfigurantes logren una recuperación completa. También podría permitir que otros pacientes gravemente heridos reciban una segunda oportunidad de una vida normal. Por estas y muchas otras razones, este equipo merece una ovación de pie.
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Referencias:

^{1. R. Shamasha, S. K. Ramanathan, K. Oskarsdotter, F. R. Boroojeni, A. Zielińska, S. Naeimipour, P. Lifwergren, N. Reustle, L. Roberts, A. Starkenberg, G. Kratz, P. Apelgren, K. Säljö, J. Rakar, L. Kölby, D. Aili, J. Junker, Biphasic Granular Bioinks for Biofabrication of High Cell Density Constructs for Dermal Regeneration. Adv. Healthcare Mater. 2025, 2501430. https://doi.org/10.1002/adhm.202501430}