{"id":134161,"date":"2025-06-16T07:28:09","date_gmt":"2025-06-16T06:28:09","guid":{"rendered":"https:\/\/helloproject.es\/vigilancia\/un-software-acelera-el-diseno-de-vasos-sanguineos-para-corazones-impresos-en-3d\/"},"modified":"2025-06-16T07:28:09","modified_gmt":"2025-06-16T06:28:09","slug":"un-software-acelera-el-diseno-de-vasos-sanguineos-para-corazones-impresos-en-3d","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/helloproject.es\/vigilancia\/un-software-acelera-el-diseno-de-vasos-sanguineos-para-corazones-impresos-en-3d\/","title":{"rendered":"Un software acelera el dise\u00f1o de vasos sangu\u00edneos para corazones impresos en 3D"},"content":{"rendered":"

Espa\u00f1a mantiene desde hace m\u00e1s de tres d\u00e9cadas su\u00a0liderazgo mundial en trasplantes. En 2024 bati\u00f3 su propio r\u00e9cord con 6.464 intervenciones, una tasa de 132,8 por mill\u00f3n de habitantes, seg\u00fan la Organizaci\u00f3n Nacional de Trasplantes (ONT).<\/p>\n

Sin embargo, las listas de espera persisten, y existe riesgo de rechazo incluso cuando hay buena compatibilidad. Para evitarlo, la medicina regenerativa busca\u00a0fabricar corazones, ri\u00f1ones, h\u00edgados y otros \u00f3rganos a medida a partir de c\u00e9lulas del propio paciente.<\/p>\n

Uno de los mayores retos es garantizar que el ox\u00edgeno y los nutrientes lleguen a todas las partes del nuevo \u00f3rgano. Ahora, investigadores de la Universidad de Stanford (EE UU) han desarrollado herramientas que permiten dise\u00f1ar e imprimir en 3D los complejos \u00e1rboles vasculares necesarios para transportar sangre. Sus resultados se han publicado en Science.<\/p>\n

El software genera redes vasculares en minutos, simula el flujo sangu\u00edneo y ya se ha probado en m\u00e1s de 200 modelos anat\u00f3micos y de ingenier\u00eda<\/p>\n

El equipo ha creado una plataforma algor\u00edtmica capaz de generar redes vasculares en cuesti\u00f3n de minutos \u2014hasta 230 veces m\u00e1s r\u00e1pido que los m\u00e9todos actuales\u2014, con capacidad para simular patrones de flujo y presi\u00f3n. Usaron esta tecnolog\u00eda para dise\u00f1ar redes en m\u00e1s de 200 modelos anat\u00f3micos y de ingenier\u00eda.<\/p>\n

<\/a><\/p>\n

Dise\u00f1os m\u00e1s realistas<\/h2>\n

El sistema genera estructuras vasculares adaptadas a la forma de distintos tejidos con una velocidad sin precedentes y un dise\u00f1o que recuerda al del cuerpo humano, explican los autores.<\/p>\n

\u201cLa posibilidad de escalar los tejidos bioimpresos est\u00e1 limitada por la capacidad de crear vasos sangu\u00edneos: no se puede aumentar su tama\u00f1o sin garantizar un suministro adecuado\u201d, se\u00f1ala Alison Marsden, catedr\u00e1tica de Pediatr\u00eda y experta en bioingenier\u00eda cardiovascular en Stanford.<\/p>\n

\u201cHemos logrado que el algoritmo funcione unas 200 veces m\u00e1s r\u00e1pido que los m\u00e9todos anteriores y que se adapte a formas complejas, como \u00f3rganos\u201d, a\u00f1ade la autora principal del estudio.<\/p>\n

En el cuerpo humano, la sangre fluye desde arterias grandes hasta vasos cada vez m\u00e1s peque\u00f1os, donde se produce el intercambio de gases y nutrientes con los tejidos. Para sobrevivir, las c\u00e9lulas deben estar muy cerca de estos capilares: en el coraz\u00f3n, puede haber m\u00e1s de 2 500 por mil\u00edmetro c\u00fabico.<\/p>\n

El nuevo algoritmo permite crear \u00e1rboles vasculares que imitan fielmente la arquitectura de los vasos en \u00f3rganos reales. El software est\u00e1 disponible en c\u00f3digo abierto a trav\u00e9s SimVascular<\/p>\n

Estas redes vasculares var\u00edan entre \u00f3rganos e incluso entre individuos, lo que dificultaba hasta ahora su modelado. Muchos laboratorios recurr\u00edan a redes estandarizadas que funcionan en tejidos peque\u00f1os, pero no escalan bien.<\/p>\n

El nuevo algoritmo permite crear \u00e1rboles vasculares que imitan fielmente la arquitectura de los vasos en \u00f3rganos reales. El software est\u00e1 disponible en c\u00f3digo abierto a trav\u00e9s del proyecto SimVascular<\/a>.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

\u00c1rbol vascular impreso junto a miles de millones de cardiomiocitos (c\u00e9lulas card\u00edacas contr\u00e1ctiles) derivados de c\u00e9lulas madre humanas. \/ Andrew Brodhead<\/p>\n

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\n }
\n });<\/p>\n

<\/a><\/p>\n

Simulaciones de din\u00e1mica de fluidos<\/h2>\n

Para garantizar un flujo homog\u00e9neo, el equipo incorpor\u00f3 simulaciones de din\u00e1mica de fluidos, optimizando el tiempo de dise\u00f1o y evitando colisiones entre vasos. Adem\u00e1s, lograron generar redes con una \u00fanica entrada y salida.<\/p>\n

\u201cTardamos unas cinco horas en generar un modelo para vascularizar un coraz\u00f3n humano\u201d, explica Zachary Sexton, primer autor del estudio. \u201cCada c\u00e9lula estaba a menos de 150 micras del vaso m\u00e1s cercano, lo que es excelente. Este dise\u00f1o conten\u00eda un mill\u00f3n de vasos sangu\u00edneos, algo que antes habr\u00eda llevado meses lograr\u201d.<\/p>\n

M\u00e1s all\u00e1 de imprimir vasos, el equipo tambi\u00e9n trabaja en inducir el crecimiento natural de los capilares m\u00e1s finos \u2014que no pueden imprimirse\u2014 y en mejorar la precisi\u00f3n y velocidad de las bioimpresoras<\/p>\n

Aunque las impresoras 3D a\u00fan no alcanzan la\u00a0resoluci\u00f3n necesaria para redes muy densas, el equipo imprimi\u00f3 un modelo con 500 ramificaciones y prob\u00f3 una versi\u00f3n simplificada con c\u00e9lulas renales humanas y una red de 25 vasos. Al bombear un l\u00edquido rico en ox\u00edgeno y nutrientes, lograron mantener vivas muchas c\u00e9lulas cercanas.<\/p>\n

M\u00e1s all\u00e1 de imprimir vasos, el equipo tambi\u00e9n trabaja en inducir el crecimiento natural de los capilares m\u00e1s finos \u2014que no pueden imprimirse\u2014 y en mejorar la precisi\u00f3n y velocidad de las bioimpresoras.<\/p>\n

<\/a><\/p>\n

Aplicaci\u00f3n en cardiopat\u00edas cong\u00e9nitas<\/h2>\n

El estudio cont\u00f3 con la colaboraci\u00f3n del Maternal & Child Health Research Institute, especializado en\u00a0anatom\u00eda card\u00edaca infantil. Seg\u00fan explica Marsden a SINC, la participaci\u00f3n de este centro se relaciona con las cardiopat\u00edas cong\u00e9nitas: \u201cLos ni\u00f1os con estos defectos suelen pasar por m\u00faltiples cirug\u00edas reconstructivas y, a veces, requieren un trasplante\u201d.<\/p>\n

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Existe una grave escasez de \u00f3rganos para estos casos. Disponer de tejido card\u00edaco vivo, o incluso \u00f3rganos completos, cambiar\u00eda radicalmente las posibilidades para la cirug\u00eda card\u00edaca pedi\u00e1trica<\/p>\n

Alison Marsden, autora senior el trabajo (Standford)
\n<\/p>\n

\u201cExiste una grave escasez de \u00f3rganos para estos casos. Disponer de tejido card\u00edaco vivo, o incluso \u00f3rganos completos, cambiar\u00eda radicalmente las posibilidades para la cirug\u00eda card\u00edaca pedi\u00e1trica\u201d, afirma la experta.<\/p>\n

Por su parte, Zachary Thierman, primer firmante del trabajo, explica a SINC que la colaboraci\u00f3n con este centro cardiaco infantil aprovecha sus im\u00e1genes de alta fidelidad y el profundo conocimiento cl\u00ednico de los pacientes con cardiopat\u00edas cong\u00e9nitas, \u201clo que supone un gran incentivo para el desarrollo de tejidos card\u00edacos artificiales\u201d.<\/p>\n

Thierman subraya que el laboratorio de Marsden, en el que \u00e9l trabaja, colabora estrechamente con cirujanos pedi\u00e1tricos para mejorar el tratamiento de casos complejos. \u201cLas cardiopat\u00edas cong\u00e9nitas afectan al 1 % de los reci\u00e9n nacidos y son la principal causa de mortalidad en los primeros meses de vida\u201d.\u00a0Indica que el tratamiento actual de estas dolencias es paliativo, no curativo.<\/p>\n

\u201cConsideramos que este trabajo es el comienzo de lo que podr\u00eda ser una cura bioingenieril y regenerativa en este \u00e1mbito: modelar la f\u00edsica y el rendimiento de posibles tejidos u \u00f3rganos artificiales para crear dise\u00f1os adecuados para la biofabricaci\u00f3n y, alg\u00fan d\u00eda, sustituir los tejidos da\u00f1ados o defectuosos\u201d.<\/p>\n

<\/p>\n

El trabajo abre la puerta a una posible cura bioingenieril y regenerativa para las cardiopat\u00edas cong\u00e9nitas, mediante el dise\u00f1o de tejidos artificiales aptos para la biofabricaci\u00f3n<\/p>\n

Zachary Thierman, primer firmante del trabajo (Stanford)
\n
\n<\/a><\/p>\n

Hacia \u00f3rganos funcionales<\/h2>\n

A\u00fan quedan importantes obst\u00e1culos t\u00e9cnicos para fabricar \u00f3rganos funcionales. \u201cDebemos imprimir m\u00e1s r\u00e1pido y ensamblar tejidos con m\u00faltiples tipos celulares, como las c\u00e9lulas endoteliales que recubren los vasos\u201d, dice Marsden a SINC. \u201cAunque demostramos viabilidad celular cerca de los vasos, necesitamos perfusi\u00f3n sangu\u00ednea en todo el tejido, lo que exige redes macro y microvasculares\u201d.<\/p>\n

Uno de los mayores desaf\u00edos es lograr que los distintos tipos celulares trabajen juntos como un solo tejido<\/p>\n

Thierman a\u00f1ade que ser\u00e1 necesario\u00a0integrar conocimientos de distintas \u00e1reas de la biolog\u00eda. \u201cUno de los mayores desaf\u00edos es lograr que los distintos tipos celulares trabajen juntos como un solo tejido. Hemos conseguido escalar la obtenci\u00f3n de c\u00e9lulas, pero a\u00fan enfrentamos limitaciones en hardware, software y biolog\u00eda\u201d.<\/p>\n

Desde el punto de vista computacional, fabricar \u00f3rganos a escala humana exige primero dise\u00f1arlos y validar hip\u00f3tesis digitalmente, antes de imprimir.<\/p>\n

<\/a><\/p>\n

Simular enfermedades vasculares<\/h2>\n

Seg\u00fan el comentario de expertos que acompa\u00f1a el estudio en Science, esta tecnolog\u00eda podr\u00eda transformar la biofabricaci\u00f3n, ya que permite evaluar el rendimiento de las redes antes de imprimir, evitando el enfoque tradicional de prueba y error.<\/p>\n

No obstante, recuerdan que los vasos no solo transportan sangre: tambi\u00e9n responden a est\u00edmulos, remodelan su estructura y se adaptan al entorno. Por eso, integrar modelos m\u00e1s complejos \u2014como la angiog\u00e9nesis o el comportamiento din\u00e1mico de las c\u00e9lulas endoteliales\u2014 ser\u00e1 clave.<\/p>\n

A largo plazo, la combinaci\u00f3n de simulaci\u00f3n, impresi\u00f3n y aprendizaje autom\u00e1tico permitir\u00e1 desarrollar dise\u00f1os vasculares capaces de evolucionar junto con los tejidos<\/p>\n

A largo plazo, la combinaci\u00f3n de simulaci\u00f3n, impresi\u00f3n y aprendizaje autom\u00e1tico permitir\u00e1 desarrollar dise\u00f1os vasculares capaces de evolucionar junto con los tejidos. Adem\u00e1s, esta plataforma podr\u00eda servir para simular enfermedades vasculares y probar tratamientos personalizados en modelos digitales antes de aplicarlos en pacientes.<\/p>\n

Referencia:<\/p>\n

Zachary Sexton et al. \u201cRapid model-guided design of organ-scale synthetic vasculature for biomanufacturing\u201d.\u00a0Science<\/a>, 2025<\/p>\n

Yan Yan Shery Huang y Lining Arnold Ju. \u201c\u00a0Synthesizing vascular\u00a0trees at speed\u201d\u00a0Science<\/a>, 2025<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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