El desarrollo de biomateriales para órganos y tejidos artificiales está activo debido al aumento de lesiones accidentales y enfermedades crónicas, junto con la entrada en una sociedad súper envejecida. La tecnología de bioimpresión 3D, que utiliza células y biomateriales para crear estructuras tridimensionales de tejidos artificiales, ha ganado popularidad recientemente. Sin embargo, los biotintas a base de hidrogel de uso común pueden causar citotoxicidad debido al agente de reticulación químico y la luz ultravioleta que conectan la estructura molecular de la biotinta impresa en 3D fotopolimerizable.
El equipo de investigación del Dr. Song Soo-chang en el Centro de Biomateriales, Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST, presidente Yoon Seok-jin), reveló el primer desarrollo de biotinta sensible a la temperatura a base de hidrogel de poli (organofosfaceno) que mantuvo de manera estable su estructura física solo por control de temperatura sin fotocurado, regeneración tisular inducida y luego biodegradada en el cuerpo después de un cierto período de tiempo.
Las biotintas actuales a base de hidrogel deben pasar por un proceso de fotocurado para mejorar las propiedades mecánicas del andamio 3D después de la impresión, con un alto riesgo de efectos adversos en el cuerpo humano. Además, ha habido posibilidad de efectos secundarios al trasplantar células cultivadas externamente dentro de bioink para aumentar el efecto de regeneración de tejidos. En consecuencia, el equipo de investigación desarrolló un nuevo material de biotinta utilizando un hidrogel de poli(organofosfaceno) sensible a la temperatura, que existía en forma líquida a bajas temperaturas y cambiaba a un gel duro a la temperatura corporal. Esto permitió la regeneración de tejidos solo mediante el control de la temperatura sin agentes de reticulación químicos ni radiación ultravioleta y la fabricación de un andamio tridimensional con una estructura físicamente estable.
El bioenlace desarrollado también tenía una estructura molecular que podía interactuar con los factores de crecimiento, que eran proteínas que ayudaban en la regeneración de tejidos para preservar los factores de crecimiento que regulaban el crecimiento celular, la diferenciación y las respuestas inmunitarias durante un largo período de tiempo. El equipo de investigación pudo maximizar el efecto de la regeneración de tejidos mediante la creación de un entorno en el que la diferenciación celular podría regularse de forma autónoma dentro del andamio 3D impreso con biotinta.
El equipo de investigación fabricó el andamio 3D imprimiéndolo con una bioimpresora 3D utilizando biotinta que contenía factor de crecimiento transformante beta 1 (TGF- β 1) y proteína morfogenética ósea-2 (BMP-2), que eran necesarios para la infiltración celular y la regeneración ósea. y realizó un experimento implantándolo en un hueso dañado en una rata. Como resultado, las células del tejido circundante migraron al andamio, y el hueso defectuoso se regeneró a un nivel de tejido normal, y el andamio 3D implantado se biodegradó lentamente en el cuerpo durante 42 días.
