Por Redacción
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Laboratorios en Japón y España han dado pasos significativos hacia una nueva generación de prótesis con tejidos vivos, al desarrollar un brazo robótico que se mueve con músculos humanos cultivados en laboratorio. Esta línea de investigación, hasta hace poco reservada a la ciencia ficción, se posiciona ahora como una de las fronteras más prometedoras de la bioingeniería.
En Tokio, un equipo de la Universidad de Tokio y la Universidad de Waseda presentó en febrero un brazo robótico de 18 centímetros capaz de mover sus dedos gracias a músculos creados con células humanas. Mientras tanto, en Barcelona, científicos del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) han conseguido reproducir la estructura interna de los músculos utilizando bioimpresoras 3D, lo que les ha permitido no solo replicar su forma, sino también dotarlos de funcionalidad.
“El objetivo es desarrollar prótesis que se muevan como una parte real del cuerpo, que puedan regenerarse y que estén construidas a partir de las células del propio paciente”, explicó el profesor Masaharu Takeuchi, de la Universidad de Tokio, en un intercambio por correo electrónico.
Takeuchi señala que el mayor desafío fue lograr que los músculos generaran suficiente fuerza sin perder viabilidad celular. Para superar este obstáculo, el equipo diseñó una técnica para enrollar los tejidos en capas delgadas —comparables a “rollitos de sushi”— y conformar estructuras multiarticulares llamadas MuMuTAs. Estas se integraron en un sistema robótico con polímeros biocompatibles y cables de soporte, permitiendo que los dedos se movieran mediante estimulación eléctrica.
“La electricidad provoca la contracción de los músculos, lo que acciona los cables conectados a los dedos, simulando el funcionamiento de los tendones reales”, indicó Takeuchi.
Por su parte, el IBEC trabaja en eliminar la necesidad de estimulación eléctrica externa. El director del instituto, Samuel Sánchez, explicó que están desarrollando sensores y electrodos integrados directamente en el músculo para una estimulación más precisa y localizada.
“Nuestro objetivo es emular mejor el funcionamiento natural del músculo, lo que también abre la puerta a probar fármacos directamente sobre tejidos humanos sin necesidad de usar animales”, afirmó Sánchez en entrevista por videollamada.
Este avance es posible gracias a las bioimpresoras 3D del IBEC, que utilizan biotinta —una mezcla de células vivas y materiales compatibles con el cuerpo— para imprimir músculos funcionales. La investigadora Florencia Lezcano destacó que ahora pueden controlar la orientación de las fibras musculares, lo que permite reproducir su arquitectura interna con alta fidelidad.
“Antes podíamos imprimir la forma de un músculo, pero no su funcionalidad. Ahora podemos hacerlo con fibras dispuestas como en los músculos humanos reales”, dijo Lezcano.
Entre los retos pendientes, Takeuchi menciona la necesidad de controlar los músculos con señales neuronales, como las que genera el cerebro. También es clave mantener la viabilidad de los tejidos fuera del laboratorio.
En el IBEC, el mayor obstáculo es la vascularización. Para que un órgano o músculo funcione en el cuerpo, debe estar irrigado por vasos sanguíneos. “Aún estamos lejos de lograr un tejido completamente vascularizado que pueda integrarse como un trasplante”, agregó Lezcano.
Otro reto importante es la escalabilidad. “Necesitamos crear un entorno que mantenga la temperatura corporal y que renueve los nutrientes conforme las células los consumen”, explicó Sánchez.
Más allá de las prótesis, esta tecnología podría revolucionar la investigación médica y farmacológica. La Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. (FDA) ya permite el uso de tejidos bioimpresos para pruebas, lo que reduce la necesidad de experimentación en animales y acelera los procesos.
Con cada avance, la ciencia se acerca más a un futuro donde las prótesis no solo imitan, sino también viven.
