Desde el siglo VI, el arte en papel japonés del origami está haciendo su regreso moderno, no en artes y artesanías, sino en un laboratorio de ingeniería.

Los investigadores de la Universidad de Massachusetts Lowell son usando papeles de origami para desarrollar biomateriales que podría usarse para reparar, reemplazar o regenerar tejidos y órganos del cuerpo humano.

Su estudio se publica en MRS Communications.

Donaciones de tejidos y órganos

En todo el país, la escasez de donantes de tejidos y órganos es un problema importante con consecuencias nefastas.

En 2018 hasta el momento, de acuerdo con el Departamento de Salud y Servicios Humanos de los Estados Unidos., solo el porcentaje de 10 en la lista de espera nacional de trasplantes ha recibido trasplantes de órganos. Todos los días, las personas de 20 mueren cada día esperando un trasplante.

Para ayudar a los pacientes que esperan impotentemente al próximo donante, los investigadores de todo el mundo han presentado varios enfoques de ingeniería para reemplazar la donación de tejidos y órganos, como células madre, bioimpresión de tejidos y órganos artificiales. Sin embargo, muchas veces, estas alternativas son muy costosas e inaccesibles para muchos pacientes.

En su investigación, Gulden Camci-Unal, profesora asistente de ingeniería química en UMass Lowell y la investigadora principal del estudio, se preguntó si podría usar papeles de origami para resolver este problema.

"Siempre me fascinó el hecho de que el papel, un material muy simple, puede crear estructuras tan versátiles e intrincadas", dijo. "Con el tiempo, me di cuenta de que el origami no solo es un arte increíble, sino que también es posible utilizar sus principios de diseño para aplicaciones científicas muy interesantes en medicina, ingeniería, tecnologías espaciales, arquitectura y matemáticas".

Células crecientes en papeles de origami

Camci-Unal y su equipo usaron papel normal como biomaterial tridimensional para crear andamios a escala de centímetros donde las células pueden crecer.

Usar microfabricación técnicas, desarrollaron andamios biomiméticos, materiales de plantillas tridimensionales que se asemejan a los tejidos nativos.

"Estos materiales se pueden combinar con células que se obtienen del paciente, se cultivan, expanden, crecen, se dejan madurar en una incubadora de tejidos en condiciones fisiológicas y luego se implantan en el paciente para la reparación del tejido", dijo.

Según Camci-Unal, debido a que usan células específicas del paciente, esperan que su método esté libre de problemas de rechazo inmunológico.

"Anticipamos que este enfoque ayudará en gran medida a generar nuevos métodos de tratamiento personalizados", dijo.

Las ventajas

Hasta ahora, han crecido diferentes tipos de células utilizando andamios basados ​​en papel, como líneas celulares inmortalizadas, células madre humanas y células vegetales.

Más recientemente, utilizando el método, el equipo logró que las células óseas depositaran sus minerales en andamios de papel doblados con papiroflexia. El papel se puede implantar para tratar pacientes con defectos óseos de tamaños y formas irregulares.

Además, están usando documentos de origami para aprender sobre el comportamiento de las células de cáncer de pulmón.

"Las biopsias tumorales de los pacientes pueden crecer en nuestro sistema y luego estas células pueden exponerse a diferentes medicamentos de quimioterapia o dosis de radiación para descubrir qué tratamiento específico funcionaría mejor para el paciente", dijo Camci-Unal en un comunicado.

Además de ingeniería de tejidos y modelos de órganos, el equipo está utilizando papel como material para diversas aplicaciones biomédicas, como medicina personalizada y diagnóstico de enfermedades y cuidado de heridas.

Y todo esto es posible principalmente por lo accesible y abundante que es el papel.

"El papel es un sustrato de bajo costo y ampliamente disponible, que es prácticamente accesible para cualquier laboratorio en todo el mundo", dijo Camci-Unal. “El papel es un material extremadamente flexible que se puede cortar, plegar, plegar y manipular fácilmente para fabricar construcciones independientes tridimensionales. Los andamios resultantes son altamente ajustables en forma, tamaño y configuración ".

Además, la investigación del equipo indica que los implantes de andamios de papel son biocompatibles, lo que significa que no serán rechazados por el sistema inmunitario del cuerpo.

El siguiente paso

Según Camci-Unal, su equipo continuará avanzando con la prueba de los andamios de tejido inspirados en origami para aplicaciones regenerativas.

En un futuro cercano, esperan llevar esta nueva tecnología al mercado para un acceso fácil y de bajo costo a los pacientes.

"El uso de formas innovadoras para desarrollar nuevos biomateriales nos ayuda a lograr nuestro objetivo final: mejorar la salud humana y la calidad de vida", dijo Camci-Unal.