Investigadores de la EPFL han demostrado la primera bioimpresora del tamaño de una píldora que se puede tragar y guiar dentro del tracto gastrointestinal, donde deposita directamente biotinta sobre los tejidos dañados para favorecer la reparación.
Las lesiones de tejidos blandos del tracto gastrointestinal, como úlceras o hemorragias, actualmente solo pueden tratarse con algún tipo de cirugía, la cual es invasiva y puede no resultar en una reparación permanente.
La bioimpresión se perfila como un tratamiento eficaz que deposita «tinta» biocompatible —a menudo hecha de polímeros naturales derivados de algas— directamente sobre el tejido dañado, creando una estructura para el crecimiento de nuevas células.
Sin embargo, al igual que las herramientas quirúrgicas tradicionales, este tipo de bioimpresoras suelen ser voluminosas y requieren anestesia.
Sistema de Deposición Endoluminal Magnética
Un equipo del Laboratorio de Tecnologías de Fabricación Avanzadas de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) ha creado el MEDS (Sistema de Deposición Endoluminal Magnética): la primera bioimpresora ingerible que puede guiarse hasta las zonas afectadas para imprimir tejido dentro del cuerpo.
Publicada recientemente en Advanced Science , esta tecnología abre las puertas a una nueva modalidad de intervención médica no invasiva.
“Al combinar los principios de las bioimpresoras in situ con los conceptos de liberación de fármacos de las cápsulas inteligentes, podemos imaginar una nueva clase de dispositivo: una bioimpresora del tamaño de una píldora, tragable”, afirma el jefe del laboratorio, Vivek Subramanian.
Antecedentes
La idea nació para abordar una limitación concreta en el tratamiento de enfermedades gastrointestinales.
En 2019, más de 2,5 millones de personas murieron en todo el mundo por afecciones relacionadas con el tracto digestivo, muchas asociadas con enfermedades inflamatorias intestinales como la colitis ulcerosa.
La mayoría de los tratamientos actuales apuntan a reducir los síntomas, sin atacar la raíz del problema: el daño estructural del tejido.
Este tipo de lesión generalmente requiere cirugía, que implica anestesia, riesgo de infecciones y recuperación prolongada.
Basándose en la definición funcional de una bioprinter como un “dispensador controlado que se mueve en al menos dos ejes para aplicar biomateriales”, los investigadores desarrollaron el sistema llamado MEDS (Magnetic Endoluminal Deposition System).
El dispositivo
MEDS , está diseñado como un bolígrafo con una punta de resorte que libera tinta, pero en este caso, el dispositivo es mucho más pequeño (similar al de una pastilla) y la «tinta» es un biogel vivo a base de algas marinas.
Sin electrónica integrada, la liberación se activa por un resorte interno, mediante un rayo láser externo de infrarrojo cercano que penetra de forma segura en los tejidos del cuerpo, sin incisiones.
Al activarse la tinta se deposita en la zona dañada como andamiaje para el crecimiento celular saludable.
El control de la cápsula se realiza con un brazo robótico externo que manipula un pequeño imán incorporado en su interior.
Una vez usada, la cápsula puede retirarse por la misma vía oral.
En pruebas con tejidos artificiales, MEDS logró imprimir con precisión alrededor de úlceras simuladas. También se probó en un modelo de hemorragia, donde fue capaz de aplicar un sellador biocompatible que indujo la coagulación y cerró eficazmente la herida simulada.
Según el doctorando Sanjay Manoharan, la bio-tinta con células vivas mantuvo su integridad durante más de 16 días, actuando como un microbiorreactor capaz de liberar factores de crecimiento y atraer células nativas para acelerar la curación.
Experimentos in vivo
En experimentos in vivo realizados en un centro acreditado de investigación animal en EE. UU., los investigadores también utilizaron con éxito su dispositivo para depositar biotinta en el tracto gástrico de conejos.
En estos experimentos, el equipo rastreó los movimientos de la cápsula mediante fluoroscopia de rayos X, lo que demostró el potencial del dispositivo —que puede extraerse por vía oral mediante guía magnética— para una reparación mínimamente invasiva.
Los investigadores enfatizan que además de proteger las úlceras de los jugos gástricos, la biotinta en sí puede combinarse con medicamentos o células para impulsar aún más la reparación de los tejidos.
Más allá del sistema digestivo
Aunque por ahora el foco está en el tracto gastrointestinal, el equipo ya está explorando nuevas aplicaciones en vasos sanguíneos y otros tejidos blandos, lo que abriría el camino a tratar lesiones internas sin cirugía, incluso en órganos más difíciles de alcanzar.
Para ello, será necesario potenciar la fuerza magnética del sistema y posiblemente modificar el diseño para adaptarse a distintos entornos anatómicos.
También se están considerando tintas bioactivas con propiedades antibacterianas o pro-regenerativas más específicas, dependiendo del tipo de lesión o tejido.
La EPFL no ha anunciado una fecha estimada para ensayos clínicos en humanos, pero el equipo recalca que MEDS establece principios técnicos sólidos para una nueva generación de dispositivos biomédicos autónomos, que podrían reemplazar procedimientos quirúrgicos costosos y arriesgados.
Potencial
La bioimpresión ingerible no solo representa un salto tecnológico en medicina, también ofrece implicaciones positivas para la sostenibilidad del sistema sanitario:
- Menos intervenciones quirúrgicas: Reduce el uso de quirófanos, anestesia y recursos hospitalarios. Eso significa menos residuos clínicos y menor huella de carbono.
- Tratamientos personalizados y precisos: Al enfocarse directamente en el tejido dañado, se minimiza el uso de medicamentos sistémicos, reduciendo efectos secundarios y mejorando la eficiencia terapéutica.
- Mayor acceso en contextos rurales o con recursos limitados: En el futuro, cápsulas como esta podrían ser administradas sin hospitalización, acercando soluciones avanzadas a zonas sin infraestructura quirúrgica.
- Materiales biodegradables y bioseguros: El uso de bio-tintas basadas en algas y estructuras sin baterías o componentes electrónicos evita la generación de residuos tóxicos.
- Medicina regenerativa sin impacto ambiental: A medida que se desarrollen biotintas más sofisticadas, se podrían curar tejidos dañados sin necesidad de trasplantes, cuya cadena logística suele ser larga y contaminante.
Esta tecnología, aún en desarrollo, demuestra cómo la innovación médica puede alinearse con los principios de sostenibilidad: menos residuos, menos riesgos, más eficiencia.
El reto ahora está en escalar la solución sin perder de vista su potencial ecológico y humano.
