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Investigadores estadounidenses afirman haber creado el primer modelo de corazón humano a tamaño real utilizando tecnología de impresión 3D.
El modelo se ha realizado con una impresora 3D especialmente desarrollada que utiliza biomateriales para producir una estructura y unos tejidos similares a los de un corazón humano real.
Los investigadores afirman que el modelo de corazón puede ser una herramienta útil para formar a los profesionales médicos en operaciones relacionadas con el funcionamiento del corazón humano. También podría servir de base para nuevas investigaciones sobre las formas de utilizar la tecnología de impresión 3D para producir corazones totalmente operativos para sustituir en las personas.
La investigación ha sido dirigida por un equipo de ingenieros de la Universidad Carnegie Mellon de Estados Unidos. Los resultados se publicaron recientemente en un artículo en ACS Biomaterials Science and Engineering.
El equipo fue dirigido por el profesor de ingeniería biomédica Adam Feinberg. El equipo ya había desarrollado una impresora 3D que podía «bioimprimir» colágeno. El colágeno es la principal proteína estructural que se encuentra en los tejidos de todo el cuerpo humano.
El objetivo del último proyecto era utilizar esta misma tecnología de bioimpresión para crear un modelo realista de tamaño completo de un corazón humano.
Feinberg dijo en un comunicado que su equipo fue capaz de crear un modelo de este tipo que los médicos pueden examinar cuidadosamente para preparar las operaciones de corazón. Pero los modelos recién creados también permiten a los médicos «manipular» el corazón, para experimentar reacciones similares a las de trabajar con tejido real, añadió.
Los científicos han hecho modelos impresos en 3D del corazón humano antes. Pero esos modelos estaban hechos de sustancias más duras -como el plástico o el caucho- que no eran eficaces para copiar el material del tejido blando que se encuentra en el corazón humano.
El nuevo proceso de impresión en 3D tampoco fue fácil, dijo el equipo de Carnegie Mellon. Esto se debe a que los materiales blandos, como el colágeno, comienzan como un líquido. Cuando estas sustancias se imprimen en el aire, se colapsan rápidamente durante el proceso.
Así que los investigadores idearon su propio método para imprimir en 3D materiales blandos. El método utiliza una sustancia de gelatina para rodear las estructuras durante la impresión para que no se colapsen.
El nuevo modelo de corazón del equipo está hecho de un material llamado alginato, una sustancia blanda y natural hecha de algas marinas. Los investigadores dicen que el alginato tiene propiedades muy similares a los tejidos que componen el corazón humano.
Por ejemplo, los investigadores probaron el material impreso en 3D con suturas, que los médicos utilizan para cerrar las heridas durante las operaciones. El equipo dijo que el alginato fue capaz de estirarse para soportar las suturas.
Una vez que perfeccionaron el proceso, los investigadores hicieron cambios adicionales en la impresora 3D para producir objetos más grandes. Pudieron utilizar imágenes de resonancia magnética de un paciente para modelar e imprimir un corazón humano de tamaño completo. IRM significa resonancia magnética, un sistema para producir imágenes electrónicas de los órganos del interior del cuerpo.
El equipo de Feinberg también ha experimentado con piezas de tejido diseñadas para copiar la función de los elementos individuales del corazón – como las válvulas que se abren y cierran y los vasos sanguíneos realistas.
Los investigadores dicen que también imprimieron con éxito en 3D un modelo de una arteria del corazón que podría ser utilizado para entrenar a los médicos. El grupo dice que los mismos métodos podrían utilizarse para crear también otros modelos de órganos realistas, como hígados o riñones.
El ex estudiante de Carnegie Mellon Eman Mirdamadi fue otro de los investigadores principales del proyecto. Admitió que los «grandes obstáculos» aún impiden que el proceso de bioimpresión produzca un corazón humano funcional de tamaño completo. Pero los últimos avances ayudan a establecer la «base fundamental» para tales esfuerzos, dijo en un comunicado.
Soy Bryan Lynn.
Bryan Lynn escribió esta historia para VOA Learning English, basada en informes de Carnegie Mellon y ACS Biomaterials Science and Engineering. fue el editor.
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Quiz – Los científicos crean el primer modelo de corazón humano impreso en 3D a tamaño completo
Palabras de esta historia
Impresión 3D – n. el proceso de imprimir un objeto sólido a partir de un modelo digital imprimiendo muchas capas separadas del objeto
Función – s. la forma en que algo funciona u opera
Manipular – v. controlar algo usando las manos
Gelatina – s. sustancia transparente hecha de huesos de animales que se utiliza para hacer algunos alimentos y otras sustancias
algas marinas – s. tipo de planta que crece en el mar
sutura – s. punto utilizado para coser un corte o una herida en el cuerpo de una persona
válvula – s. parte del corazón que controla la cantidad de flujo sanguíneo
arteria – s. tubo grueso que transporta la sangre desde el corazón a otras partes del cuerpo
Obstáculo – s. problema que hay que resolver antes de seguir avanzando
Trabajo de base – s. trabajo que se realiza como preparación para el trabajo que se hará más adelante