"Piel de una jeringa": dermis impresa con biotinta granular bifásica e implantada

Científicos suecos han presentado la biotinta µInk para la bioimpresión 3D de la dermis: se trata de un hidrogel granular bifásico basado en microesferas de gelatina porosa con fibroblastos dérmicos humanos implantados, además de una matriz de ácido hialurónico. La mezcla se comporta como un líquido a presión en la boquilla de una jeringa/impresora y se gelifica de nuevo en una herida; por eso los periodistas la han bautizado como "piel en una jeringa". En experimentos con ratones, las estructuras impresas con una densidad celular muy alta sobrevivieron, construyeron rápidamente una matriz extracelular, desarrollaron vasos sanguíneos y se integraron con los tejidos en 28 días. El trabajo se publicó en Advanced Healthcare Materials.

Fondo

• ¿Por qué los sustitutos de piel actuales distan mucho de la "dermis auténtica"? El estándar clínico para heridas y quemaduras extensas son los autoinjertos de espesor parcial (STSG) o las plantillas dérmicas (p. ej., Integra). Salvan vidas y cierran el defecto, pero a menudo dejan cicatrices y contracturas, especialmente con colgajos finos; la calidad de la cicatriz depende en gran medida de la proporción de "dermis profunda" en el injerto. Incluso los colgajos de "malla", convenientes para cubrir áreas extensas, producen cicatrices más visibles debido a la cicatrización a través de las células de la malla. Las plantillas dérmicas ayudan a formar un "neodermo", pero permanecen acelulares, requieren etapas y no solucionan el problema de la insuficiencia de células/vasos autólogos en las primeras semanas.
• Por qué la bioimpresión 3D de piel es un paso lógico, pero se ve frenada por la biotinta. La impresión permite colocar células y materiales de forma precisa, pero los hidrogeles homogéneos clásicos se encuentran en una bifurcación:
  • Si son demasiado líquidas, se expanden y pierden su forma; si son demasiado rígidas, presionan las células, interfieren con la penetración de los vasos sanguíneos e impiden la impresión de alta densidad celular. Además, sigue siendo difícil recrear estructuras anexiales (folículos pilosos, etc.). Necesitamos biotintas que fluyan bajo la presión de la boquilla y se agrupen instantáneamente en una masa porosa estable, sin destruir las células por cizallamiento.
• ¿Qué son las biotintas granulares (microgel, "bloqueadas") y por qué son adecuadas para la dermis? Se trata de partículas de microgel densamente compactadas que se comportan como un sólido en reposo y como un líquido bajo cizallamiento (adelgazamiento por cizallamiento), ideales para la impresión con jeringa/extrusión y las inyecciones. Tras su aplicación, la fibra mantiene su forma, dejando poros intergranulares para el crecimiento vascular; la mezcla puede reticularse adicionalmente con química blanda. Este tipo de materiales se ha convertido en la base de la impresión de tejidos blandos en los últimos años.
• La idea de µInk en pocas palabras. Los autores combinaron dos capas del problema: células y matriz: implantaron fibroblastos dérmicos humanos en microesferas de gelatina porosa (perlas biocompatibles con una composición química similar a la del colágeno) y luego pegaron los gránulos con una matriz hialurónica mediante química de clic sin cobre. El resultado fue una biotinta "líquida a presión, sólida en reposo" que permite una densidad celular ultraalta, impresión/inyección y un rápido reclutamiento de la matriz extracelular ya in situ. Las construcciones se arraigaron y vascularizaron en ratones en 28 días.
• Cómo este enfoque aborda los “puntos débiles” de la clínica.
  1. Rapidez y logística: en lugar de un largo cultivo de un equivalente de tejido, se procede a una rápida preparación de “gránulos vivos” y a la introducción de “piel de una jeringa” directamente en la herida o a una impresión con la forma del defecto.
  2. Biología: Alta celularidad + arquitectura porosa → mejor deposición de ECM y neoangiogénesis: clave para una menor cicatrización y una dermis elástica.
  3. Compatibilidad con la autología: los fibroblastos se obtienen fácilmente a partir de una pequeña biopsia; la gelatina/HA son componentes familiares para la piel.
• Dónde persisten las deficiencias. Todo esto aún se encuentra en fase preclínica en ratones; la transición a pacientes requiere modelos de piel de espesor completo, seguimiento a largo plazo, coimpresión con queratinocitos/endotelio, estandarización según las BPM y la demostración de que la tecnología realmente reduce la cicatrización y mejora la función en comparación con el estándar.
• ¿Por qué esta noticia es importante ahora mismo? Ante las persistentes limitaciones de los STSG/plantillas y la madurez de la biotinta granular, µInk demuestra un ensamblaje práctico: «microgel portador + matriz de unión suave + altas dosis de células autólogas». Esto hace más realista el escenario de una reconstrucción dérmica rápida y densa en células, sin largas etapas de incubación.

¿Por qué es esto necesario?

Los reemplazos de piel clásicos suelen dejar cicatriz: tienen pocas células, se desarrollan mal y producen una matriz dérmica débil y "correcta". Además, desarrollar una dermis gruesa y compleja en una placa de cultivo es un proceso largo y difícil. Los autores proponen un método diferente: ensamblar rápidamente "bloques" a partir de los propios fibroblastos del paciente, implantándolos en microesferas porosas, e inyectarlos/imprimirlos directamente en la zona defectuosa, donde el propio cuerpo completará la dermis completa.

Cómo funciona la biotinta µInk

• Fase 1: «Gránulos vivos». Microesferas de gelatina porosa (esencialmente, microesferas diminutas, químicamente similares al colágeno de la piel) sobre las que se propagan fibroblastos dérmicos humanos primarios en un biorreactor.
• Fase 2: «Gel de unión». Una solución de ácido hialurónico que une los gránulos mediante un sistema de clic sin cobre.
• Reología. El resultado es un hidrogel granular pseudoplástico: fluye bajo presión y mantiene su forma en reposo, lo que lo hace apto tanto para aplicación con jeringa como para impresión 3D.

Lo que mostraron los experimentos

• Impresión y viabilidad: Se imprimieron miniparches estables con densidad celular ultra alta a partir de µInk; se conservaron la viabilidad y el fenotipo de los fibroblastos.
• In vivo (ratones): Las construcciones implantadas subcutáneamente durante 28 días
  - se cubrieron con vasos,
  - demostraron remodelación de hidrogel,
  - y acumularon ECM dérmico (los fibroblastos continuaron dividiéndose y funcionando), lo que indica integración tisular.
• Práctica de aplicación. El material puede aplicarse directamente en la herida con una aguja (piel en una jeringa) o imprimirse una capa o forma para un defecto específico.

¿Por qué es esto importante?

• Velocidad y densidad. El tiempo es crucial en quemaduras y heridas crónicas. µInk permite evitar largos ciclos de crecimiento tisular en volumen e introducir inmediatamente muchas células activas donde se necesitan.
• Biología más cercana a la normalidad. La alta celularidad y la arquitectura porosa de las microesferas favorecen la producción de matriz y la neovascularización, dos claves para una cicatrización sin cicatrices y una mayor elasticidad.
• Logística clínica. El concepto se adapta bien al enfoque autólogo: tomar una pequeña biopsia de piel → multiplicar rápidamente los fibroblastos en microesferas → imprimir un trasplante para la herida del paciente.

¿En qué se diferencia de los habituales “hidrogeles con células”?

Los hidrogeles "homogéneos" convencionales son demasiado líquidos (se extienden) o demasiado rígidos (presionan las células e interfieren con el crecimiento vascular). Su arquitectura granular proporciona poros y vías para los vasos sanguíneos, y es bifásica: estabilidad mecánica e inyectabilidad. Además, los soportes de gelatina son biodegradables y se adaptan a los tejidos.

Limitaciones y qué sigue

Hasta el momento, se trata de una prueba preclínica (ratones, bolsas subcutáneas; plazo de 4 semanas).

• defectos de piel de espesor completo y seguimientos más prolongados;
• pruebas cutáneas de espesor completo de queratinocitos/células endoteliales y combinaciones;
• transición a células autólogas del paciente y modelo de quemadura/herida crónica;
• Escalamiento para **producción GMP** (biorreactores, esterilidad, control de clic).

Fuente: Shamasha R. et al. Biotintas granulares bifásicas para la biofabricación de estructuras de alta densidad celular para la regeneración dérmica, Advanced Healthcare Materials, en línea, 12 de junio de 2025 (https://doi.org/10.1002/adhm.202501430 )