La plataforma innovadora, que combina la ciencia con el arte, es denominada MSOP- Multi-Sensor Origami Plattform.
(Comunicado de la portavoz de la Universidad de Tel Aviv)
Investigadores de la Universidad de Tel Aviv se basaron en los principios del Origami, el arte japonés del plegado de papel, a fin de desarrollar una solución original e innovadora para un problema que ha preocupado a investigadores de todo el mundo: la colocación de sensores dentro de modelos de tejidos bioimpresos en 3D. En lugar de bioimprimir el tejido sobre los sensores (algo que se descubrió que era impracticable), diseñaron y produjeron una estructura inspirada en el origami que se pliega alrededor del tejido fabricado, permitiendo la inserción de sensores en locaciones predefinidas con precision.
El estudio fue un esfuerzo conjunto de investigadores de diversas unidades en la Universidad de Tel Aviv: la Escuela de Neurobiología, Bioquímica y Biofísica, el Centro Koun de Nanociencia y Nanotecnología, el Departamento de Ingeniería Biomédica, el Centro Sagol de Medicina Regenerativa, la Escuela de Neurociencia Sagol y el Laboratorio Central de Células Madre de la familia Drimmer-Fischler para Medicina Regenerativa. Los investigadores son: Noam Rahav, Adi Soffer, Prof. Ben Maoz, Prof. Uri Ashery, Denise Marrero, Emma Glickman, Megane Beldjilali-Labro, Yakey Yaffe, Keshet Tadmor, y Yael Leichtmann-Bardoogo. El trabajo fue publicado en la prestigiosa revista científica, Advanced Science.
El profesor Maoz explica: “El uso de bioimpresoras 3D para imprimir modelos de tejido biológico para investigación ya está muy extendido. En las tecnologías existentes, el cabezal de la impresora se mueve hacia adelante y hacia atrás,imprimiendo capa sobre capa del tejido requerido. No obstante, este método tiene un inconveniente importante: el tejido no puede bioimprimirse sobre un conjunto de sensores necesarios para proporcionar información sobre sus células internas, ya que en el proceso de impresión, el cabezal de la impresora rompe los sensores. Proponemos un nuevo enfoque al problema complejo: origami.
La innovación se basa en una sinergia original entre ciencia y arte. Utilizando programas de diseño asistido por ordenador (CAD), los investigadores diseñan una estructura de detección multiple personalizada para un modelo de tejido específico, inspirada en el plegado de papel origami. Esta estructura incorpora varios sensores para monitorear la actividad eléctrica o la resistencia de células en locaciones precisamente elegidas dentro del tejido. El modelo computarizado es utilizado para fabricar una estructura física que luego se pliega alrededor del tejido bioimpreso-de modo que cada sensor es insertado en su posición predefinida dentro del tejido. El equipo de la Universidad de Tel Aviv ha bautizado a su novedosa plataforma como MSOP (Multi-Sensor Origami Program).
La eficacia del nuevo método fue demostrada en tejidos cerebrales bioimpresos en 3D, con los sensores insertados registrando la actividad eléctrica neuronal. Los investigadores hacen hincapié, sin embargo, en que el sistema es tanto modular como versátil: puede colocar cualquier número y cualquier tipo de sensores en cualquier posición elegida, dentro de cualquier modelo de tejido bioimpreso en 3D, así como en tejidos cultivados artificialmente en el laboratorio como organoides cerebrales-pequeñas esferas de neuronas que simulan el cerebro humano.
El profesor Maoz, concluye diciendo: “Para los experimentos con tejido cerebral bioimpreso, demostramos una ventaja adicional de nuestra plataforma: la opción de agregar una capa que simula la barrera hematoencefálica natural (BBB), una capa cellular que protege el cerebro de sustancias indeseables transportadas en la sangre, que, desafortunadamente, también bloquea ciertos medicamentos destinados a enfermedades cerebrales. La capa que agregamos consiste en células BBB humanas, permitiéndonos medir su resistencia eléctrica, que señala su permeabilidad a varios medicamentos. Los investigadores resumen, expresando: “En este estudio creamos una sinergia “fuera de lo común” entre la investigación científica y el arte. Desarrollamos un modelo novedoso inspirado en el plegado de papel origami, permitiendo la inserción de sensores en locaciones predefinidas dentro de los modelos de tejido bioimpresos en 3D, a fin de detectar y registrar la actividad celular y la comunicación entre las células. Esta nueva tecnología es un paso importante adelante para la investigación biológica”.