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Bioimpresión: El reto de las pastas de alto relleno

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Puredyne garantiza la máxima precisión en la impresión de pastas y tintas conductoras

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Aunque la impresión de órganos funcionales completos sigue siendo un sueño del futuro, la investigación y el desarrollo de las aplicaciones clínicas de la bioimpresora están dando grandes pasos. Se necesitan nuevas tecnologías para seguir mejorando el proceso de impresión de sustancias orgánicas y establecer la construcción tridimensional de células vivas capa por capa

Cabe suponer que el camino que va de los modelos en el laboratorio a los estudios clínicos y los órganos funcionales también se verá influido de forma significativa por la precisión de las tecnologías de dispensación, ya que el desarrollo y la fabricación de los materiales utilizados son muy costosos. Actualmente, los fabricantes de bioimpresoras tienen dos opciones para los sistemas basados en la extrusión. Una son los sistemas neumáticos que utilizan la presión del aire para exprimir el biomaterial de un cartucho; la otra son los que utilizan la extrusión por pistón. Esta gama se amplía con la extrusión mediante el principio del pistón sin fin, un proceso de alta precisión. Por ejemplo, ViscoTec ha desarrollado un cabezal de impresión específico para la bioimpresión con la marca "Puredyne", que está disponible bajo el nombre comercial de Puredyne® kit b

Además de los biomateriales clásicos, la aplicación también se centra en la dispensación precisa y sin pérdidas de pastas y tintas conductoras, como las utilizadas para la transmisión de señales eléctricas entre células nerviosas en el laboratorio. Además, las tintas conductoras pueden utilizarse para la estimulación de las contracciones musculares. La idea es exponer las células a impulsos eléctricos específicos. Esta estimulación puede dar lugar a un músculo funcional.

Trampa del coste del espacio muerto

Un reto importante cuando se utilizan pastas conductoras es introducir con precisión las vías conductoras de electricidad en el sistema. Para que esto también tenga éxito desde el punto de vista económico, factores como el espacio muerto de la unidad de dispensación, el nivel de llenado de partículas de la sustancia a dispensar y la precisión de la tecnología de dispensación deben incluirse en el proceso de decisión sobre la tecnología de dispensación adecuada. Cuanto menor sea el espacio muerto, menos residuos quedarán en el componente de dispensación. Si casi no hay espacio muerto, como es el caso de Puredyne, se puede procesar casi toda la materia prima. Por lo tanto, los usuarios pueden hacer un uso eficaz de los materiales más costosos. Además, influye positivamente en el proceso el hecho de que las partículas de las pastas conductoras no influyan en los componentes de dispensación y en su exacta funcionalidad. Dichas partículas casi siempre generan abrasión. Por un lado, la tecnología de dispensación no debe ver perjudicada su función por la abrasión de las partículas; por otro lado, las partículas también deben garantizar siempre la conductividad de la pasta. Además -y no sólo desde el punto de vista económico- también se requiere una precisión absoluta en la aplicación de la línea extruida. La pista conductora sólo puede cumplir su función si esta línea no fluctúa en anchura y tiene un punto de inicio y de finalización exactos.

El cabezal de impresión Puredyne® se ha desarrollado para que los factores anteriores sean controlables: El novedoso diseño de un solo uso está prácticamente libre de espacios muertos y garantiza el máximo aprovechamiento del material.

La tecnología de pistón sin fin utilizada también garantiza una dispensación superior de las pastas con alto grado de relleno. Se pueden conseguir resultados de alta precisión y, gracias al sistema de aspiración ajustable, se pueden producir puntos de arranque y parada precisos. La dispensación de bajo cizallamiento y sin pulsaciones da como resultado un ancho de línea constante con una resolución posible por debajo de 200 µm. El siguiente vídeo ilustra las características de la tecnología Puredyne y su potencial.