Un equipo nacional de investigadores ha desarrollado una guía, impreso en 3D de primera de un tipo que ayuda a regenerar tanto las funciones sensoriales y motoras de los nervios complejos después de la lesión. La investigación innovadora tiene el potencial de ayudar a más de 200.000 personas al año que sufren lesiones de los nervios o enfermedad.
La regeneración nerviosa es un proceso complejo. Debido a esta complejidad, el recrecimiento de los nervios después de una lesión o enfermedad es muy rara, de acuerdo con la Clínica Mayo. El daño nervioso es a menudo permanente. Métodos de impresión avanzada en 3D ahora pueden ser la solución.
En un nuevo estudio, publicado hoy en la revista Advanced Functional Materials, los investigadores utilizaron una combinación de imágenes en 3D y técnicas de impresión 3D para crear una guía de silicona costumbre implantada con señales bioquímicas para ayudar a la regeneración del nervio. La eficacia de la guía se puso a prueba en el laboratorio utilizando ratas.
Para lograr sus resultados, los investigadores utilizaron un escáner 3D para invertir la estructura del nervio ciático de la rata. Luego usaron una impresora especializada 3D hecha a la medida para imprimir una guía para la regeneración. Incorporado en la guía fueron impresas señales químicas en 3D para promover tanto el motor como la regeneración del nervio sensorial. A continuación, la guía se implantó en la rata mediante el injerto quirúrgico a los extremos cortados del nervio. Dentro de aproximadamente 10 a 12 semanas, se ha mejorado la capacidad de la rata a caminar de nuevo.
"Esto representa una importante prueba de concepto de la impresión en 3D de guías nerviosas a la medida para la regeneración de las lesiones nerviosas complejas", dijo el profesor de ingeniería mecánica de la Universidad de Minnesota, Michael McAlpine, investigador principal del estudio. "Esperemos que algún día podamos tener un escáner 3D y la impresora a la derecha en el hospital para crear guías de nervios personalizadas justo en el lugar para restaurar la función nerviosa."
El escaneo e impresión tarda alrededor de una hora, pero el cuerpo necesita varias semanas para vuelvan a crecer sus nervios. McAlpine dijo que estudios previos han demostrado el recrecimiento de los nervios lineales, pero esta es la primera vez que un estudio ha demostrado la creación de una guía personalizada para la regeneración de un nervio complejo como el nervio ciático en forma de Y que tiene dos ramas sensitivas y motoras.
"El emocionante próximo paso será implantar estas guías en los seres humanos en lugar de ratas", dijo McAlpine. En los casos en que un nervio no está disponible para el escaneado, McAlpine dijo que podría algún día ser una "biblioteca" de los nervios escaneadas de otras personas o cadáveres que los hospitales podrían ser utilizados para crear guías estrechamente emparejados 3D, impresa para los pacientes.
Además de McAlpine, los principales contribuyentes al equipo de investigación incluyen Blake N. Johnson, Virginia Tech; Xiaofeng Jia, de la Universidad de Maryland y la Universidad Johns Hopkins; y Karen Z. Lancaster, Esteban Engel, y Lynn W. Enquist, la Universidad de Princeton.
Esta investigación fue financiada por becas de los Institutos Nacionales de Salud, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa, el Maryland Stem Cell Research Fund y el Programa de Grandes Desafíos de la Universidad de Princeton. - Este artículo apareció en Science Daily
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