PRODINTEC

Biofabricación de tejidos/órganos
13/03/2013
BIOPRINTING: Recientes aproximaciones
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Una definición actual de Bioprinting viene establecida como el uso de
tecnologías de impresión que deposita células vivas, componentes de la
matriz extracelular (ECM), factores bioquímicos, proteínas, drogas y
biomateriales sobre un sustrato receptor sólido o tipo gel.*
En los últimos tiempos, las técnicas de impresión 2D están siendo
reemplazadas por técnicas 3D que presentan mejores microambientes
para el desarrollo celular.
*”Bioprinting for stem cell research” Trends in Biotechnology, 2013, 31,10-19.
BIOPRINTING: Recientes aproximaciones
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En este sentido, algunos de los últimos resultados en ingeniería de tejidos
han estado basados en el empleo de técnicas de bioprinting “libres de
scaffold”.*
En estas nuevas tecnologías aparecen como conceptos clave:
o Bio-ink: agregados multicelulares compuestos por todos los tipos de
células que se encuentran en el tejido u órgano que debe ser
“impreso”.
o Bio-paper: Hidrogel que sirve como entorno de apoyo para el
crecimiento celular y resulta fácilmente eliminable.
*”Toward engineering functional organ modules by additive manufacturing” Biofabricaton, 2012, 4, 22001.
EJEMPLO BIOPRINTING: conductos vasculares*
Bioink
Novogen MMX bioprinter
(Organovo)
Biopaper
Bioreactor
Modelado bioimpresión:
E) esfera; H) cilindro
*Toward engineering functional organ modules by additive manufacturing” Biofabricaton, 2012, 4, 22001.
BIOPRINTING: Recientes aproximaciones

En esta técnica, el paso final vendría dado por el diseño, desarrollo e
implementación de una línea de biofabricación de “órganos” (OBL)* que
cubra:
o El desarrollo celular: clasificadores, propagadores y diferenciadores.
o Las simulaciones teóricas de comportamiento y modelización.
o Un encapsulador del material celular (bio-ink).
o Un hidrogel de soporte (bio-paper).
o Una bio-impresora (bioprinter) robotizada.
o Un bioreactor.
.
* “Organ printing: from bioprinter to organ biofabrication line” Biotechnology 2011, 22, 667
Línea de biofabricación TBL/OBL
OBJETIVO:
Desarrollar nuevas Líneas
(TBL/OBL) a medida.
de
biofabricación
de
tejidos/órganos
NECESIDADES:
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Determinar el material celular a implementar.
Definir simulaciones de comportamiento y programación CAD.
Desarrollar el Bio-ink óptimo.
Definir el Bio-paper de empleo.
Diseñar y desarrollar el bioprinter.
Diseñar y desarrollar un bioreactor que responda a las demandas de
crecimiento celular.
Ensamblar los elementos en un línea de producción que permita la
monitorización inline (sensórica óptica y bioquímica) y la respuesta en
tiempo real (sistemas de ejecución de fabricación-MES-)
CEBL de biofabricación TBL/OBL
Línea
El equipo multidisciplinar de trabajo deberá contar con:

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.
Un equipo de biología celular experto en la determinación del material
celular a implementar.
CEBL de biofabricación TBL/OBL
Línea
El equipo multidisciplinar de trabajo deberá contar con:

Un equipo de ingeniería/biomateriales experto en el desarrollo del Bio-ink.
Biology expert
.
.
CEBL de biofabricación TBL/OBL
Línea
El equipo multidisciplinar de trabajo deberá contar con:

Un equipo de biomateriales encargado de definir el Bio-paper de empleo.
Biomaterials expert:
Bio-ink development
.
.
Biology expert
CEBL de biofabricación TBL/OBL
Línea
El equipo multidisciplinar de trabajo deberá contar con:

Simulación y programación CAD.
Biomaterials expert:
Bio-ink development
.
.
Biology expert
Biomaterials expert:
Bio-paper development
CEBL de biofabricación TBL/OBL
Línea
El equipo multidisciplinar de trabajo deberá contar con:

PRODINTEC como entidad encargada de diseñar y desarrollar el
bioprinter y el bioreactor que mejor responda a las necesidades del resto
de socios.
Bioimaging&CAD
Biomaterials expert:
Bio-ink development
.
.
Biology expert
Biomaterials expert:
Bio-paper development
CEBL de biofabricación TBL/OBL
Línea
El equipo multidisciplinar de trabajo deberá contar con:

Un equipo médico que orientará sobre diseños y características de
productos, siendo el encargado de realizar la validación final del producto
desarrollado.
Bioimaging&CAD
Biomaterials expert:
Bio-ink development
Biology expert
Biomaterials expert:
Bio-paper development
PRODINTEC:
Bioprinter
development
PRODINTEC:
Bioreactor
development
Línea de biofabricación TBL/OBL
Bioimaging&CAD
Biology expert
Biomaterials expert:
Bio-paper development
Biomaterials expert:
Bio-ink development
PRODINTEC:
Bioprinter
development
PRODINTEC:
Bioreactor
development
Medical team
Validation
Línea de biofabricación TBL/OBL
CEBL
CEBL
TBL/OBL:
Posibilidades de desarrollo
El desarrollo de la presente línea puede ser abordado como:
.
.

Un todo. Proyecto global que debería abordar entidades y desarrollos en
paralelo.

Las partes de un todo. Se puede llevar a cabo la obtención de la misma a
partir de proyectos individuales basados en:
a) Desarrollo del bioprinter. Fin principal, necesitará de parámetros
fisicoquímicos iniciales de bioink y biopaper.
b) Desarrollo del bioreactor.
c) Desarrollo del contenido del bioink y del tipo de biopaper más
óptimos para cada proyecto.
CEBL
TBL/OBL:
Objetivos
.
.
Corto plazo:

Conocimiento: Se dispondrá de los primeros datos acerca de prácticas de
bioprinting para la obtención de tejidos humanos.

Promoción: Los socios participantes podrían aumentar su notoriedad
pública gracias a la naturaleza del proyecto, el bioprinting, temática de
rabiosa actualidad.

Ahorro: La promoción de las entidades participantes sería gratuita al ser
consecuencia del desarrollo del proyecto.
Medio plazo:

Posicionamiento: Las entidades se podrán posicionar a nivel nacional
como entidades punteras en trabajos de bioprinting, con las consiguientes
ventajas a nivel de publicidad (conocimiento, obtención de mayor número
de ayudas, etc).
Largo plazo:

Comercial: Si la línea es satisfactoria, se podrán establecer convenios de
explotación comercial bien de la línea en si misma, bien del los productos
fabricados por la misma.
CEBL
TBL/OBL:
……por qué PRODINTEC
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PRODINTEC lleva colaborando varios años con el Instituto Oftalmológico
Fernandez-Vega en proyectos de ingeniería tisular.
Dos ejemplos de ello son proyectos multi-socios financiados por el
programa INNPACTO del Gobierno de España:
o PROCUSENS: Desarrollo e innovación de una bioprótesis activa de
cristalino que evite la opacidad de la capsula posterior y de un
instrumento diagnóstico de la sensibilidad de la superficie ocular.
o SILCOR: Desarrollo y optimización de corneas por medio de terapias
avanzadas y nuevos materiales derivados de la seda para su empleo
en reconstrucción de la superficie ocular y queratoplastias.
Estos proyectos llevaron a los primeros trabajos en temas de bioprinting a
través del empleo de scaffolds, siendo un claro ejemplo el proyecto
financiado por el programa INNOVA de Asturias: “Empleo de scaffolds
generados mediante la tecnología de “organ printing” en el desarrollo de
endotelios corneales artificiales”.
En cuanto a experiencia en líneas de fabricación, PRODINTEC ha
liderado el proyecto subvencionado por el programa FP7 de acrónimo
LIGHT ROLLS, basado en el desarrollo de una línea de fabricación
Roll2Roll.
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
Fundación PRODINTEC
Centro tecnológico para el diseño y la producción industrial
SEDE SOCIAL
D
Parque Científico Tecnológico de Gijón, zona INTRA.
Avda. Jardín Botánico, 1345 • Edificio “Antiguo secadero de tabacos”
33203 Gijón, Asturias
T +34 984 390 060
DELEGACIÓN EN MADRID
D
Incubadora II – Parque Científico de Madrid
C. Santiago Grisolía, 2 – 1º
28760 Tres Cantos, Madrid
T +34 667 728 947
www.prodintec.com