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Los científicos inventan los músculos de una lata de aerosol

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Paso al corazón artificial: músculos de la lata de aerosol

Alrededor del uno al dos por ciento de la población adulta en los países industrializados sufre de insuficiencia cardíaca grave (insuficiencia cardíaca). Un corazón de donante se trasplanta a pacientes en etapa terminal si es posible. Sin embargo, a menudo no hay un órgano adecuado disponible. Un corazón artificial podría ser la salvación. Para recrear el órgano complejo en el laboratorio, primero tendría que ser posible cultivar tejido vivo de varias capas. Los investigadores ahora se han acercado a este objetivo: mediante un proceso de pulverización, produjeron fibras musculares funcionales.

Una de las enfermedades fatales más comunes.

La insuficiencia cardíaca (insuficiencia cardíaca) es una de las enfermedades fatales más comunes. Como resultado de esta enfermedad, el corazón ya no puede proporcionar al cuerpo suficiente sangre y oxígeno. En los últimos años ha habido informes repetidos de nuevos enfoques para tratar la insuficiencia cardíaca que pueden aumentar la resistencia y el rendimiento. Pero cuando el corazón se debilita y existe el riesgo de falla, un trasplante de corazón es el único tratamiento que puede salvar la vida del paciente gravemente enfermo. Sin embargo, un órgano adecuado no siempre está disponible. Los investigadores suizos de los Laboratorios Federales Suizos para Pruebas e Investigación de Materiales (Empa) se han acercado un poco más a este objetivo.

Órgano artificial para insuficiencia cardíaca.

Cualquier persona que dependa de un trasplante debido a insuficiencia cardíaca debe esperar un órgano donante adecuado. Una alternativa elegante sería un corazón artificial, que no desencadena ninguna reacción de rechazo en el cuerpo después de la implantación.

El proyecto "Corazón de Zúrich" de la Asociación de Investigación de Medicina Universitaria de Zúrich, cuyo socio es Empa, actualmente está desarrollando un corazón tan artificial.

Para que el cuerpo acepte la bomba del laboratorio, debe, como una gorra de camuflaje, estar cubierta y forrada con tejido humano.

Hasta ahora, el crecimiento de tejidos funcionales de múltiples capas ha sido un desafío importante en el campo emergente de la ingeniería de tejidos.

Los investigadores de Empa ahora han logrado hacer crecer células en fibras musculares en una estructura plástica tridimensional.

Las fibras musculares aseguran la estabilidad y flexibilidad del corazón que late constantemente

"El corazón humano está formado naturalmente por varias capas de tejidos diferentes", explica Lukas Weidenbacher del departamento de Membranas y Textiles Biomiméticos de Empa en St. Gallen en un comunicado.

Las fibras musculares en el revestimiento juegan un papel crucial aquí, ya que aseguran la estabilidad y flexibilidad del corazón que late constantemente.

Sin embargo, el crecimiento de fibras musculares de varias capas es difícil porque las células primero tienen que introducirse en un marco espacial.

"De hecho, es posible crear estructuras plásticas tridimensionales que son muy similares al tejido humano, por ejemplo a través del llamado electrohilado", dice Weidenbacher.

Aquí, los polímeros líquidos se hilan como hilos extremadamente delicados en forma de telas naturales. Sin embargo, los solventes dañinos que son necesarios para el método son venenos para las células sensibles.

Protección descuidada

Por lo tanto, los investigadores de Empa han empaquetado las células preciosas en cápsulas protectoras. Una capa de gelatina contiene una o dos células cada una. Esto mantiene las células protegidas de los solventes.

Un proceso especial de pulverización, la electropulverización, permite que las cápsulas se inserten en los poros del marco hilado. "Las células protegidas de esta manera sobreviven a la pulverización muy bien", explica el investigador de materiales.

Y una vez que las células han anidado en el destino, la cápsula de gelatina se disuelve en minutos.

El microscopio electrónico de barrido muestra que las células en su plástico se anidan así: tan pronto como se disuelven las cápsulas, las células precursoras inmaduras comienzan a fusionarse entre sí y maduran en fibras musculares alargadas.

Al final, se debe crear una estructura que sea lo más similar posible al tejido muscular natural. "Dado que la circulación sanguínea enrojece constantemente el corazón artificial, es importante que las superficies estén diseñadas para que no se formen coágulos", dice Weidenbacher.

Invisible para la defensa del cuerpo

Para la serie de experimentos, los investigadores utilizaron células musculares inmaduras de una línea celular de ratón. Las células progenitoras se diferenciaron en el andamio y produjeron proteínas que normalmente se encuentran en los músculos.

Sin embargo, en el futuro, el corazón artificial implantable estará poblado de células que provienen del propio paciente. De esta manera, se podría cultivar un corazón personal para los afectados que permanece "invisible" para la defensa del cuerpo. (anuncio)

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