En un esfuerzo pionero por sustituir los ensayos con animales, un equipo internacional de científicos ha desarrollado un modelo de piel realista, impreso en 3D y dotado de células vivas, que ofrece una plataforma fiable y ética para ensayar con seguridad productos cosméticos y sus nanopartículas.
Los investigadores de la Graz University of Technology (TU Graz), en Austria, y del Vellore Institute of Technology (VIT), en la India, empezaron a desarrollar el proyecto después de que la Directiva 2010/63/UE impusiera en toda la Unión Europea normas estrictas sobre los ensayos con animales de cosméticos y sus ingredientes.
La Directiva suscitó la necesidad de alternativas innovadoras y éticas en los ensayos de seguridad de los productos, lo que impulsó una intensa búsqueda de nuevas formas de evaluar la absorción y toxicidad de las nanopartículas presentes en cosméticos como las cremas solares.
Para resolver el problema, los investigadores desarrollaron un modelo de piel impreso en 3D que reproduce fielmente la estructura y función del tejido tricapa nativo de la piel humana, utilizando fórmulas de hidrogel impresas junto con células vivas para permitir ensayos precisos y éticos de nanopartículas cosméticas.
Los hidrogeles como medio
Con los primeros modelos de piel ya listos para el ensayo de nanopartículas, los investigadores se disponen a evaluar cómo interactúan los ingredientes cosméticos -en particular los que se encuentran habitualmente en los protectores solares- con tejidos similares a los humanos, lo que marcará un posible punto de inflexión en las normas de ensayo de seguridad para la industria mundial de la belleza.
La doctora Karin Stana Kleinschek, profesora del Institute of Chemistry and Technology of Biobased Systems de la Universidad Técnica de Graz (TU Graz) y una de las autoras del estudio, dijo en un comunicado:
“Los hidrogeles para nuestra imitación de piel de la impresora 3D tienen que cumplir una serie de requisitos”.
Estructura impresa en 3D hecha de hidrogel optimizado. Crédito de imagen: Manisha Sonthalia – Vellore Institute of Technology
La científica subraya que el punto de partida para conseguir estructuras estables e imprimibles en 3D son las formulaciones de hidrogel desarrolladas en la TU Graz. Éstas, según Kleinschek, se caracterizan por su alto contenido en agua, un rasgo que crea las condiciones ideales para la integración y el crecimiento celular. Sin embargo, este mismo alto contenido de agua también hace que las estructuras sean inestables, por lo que requieren métodos mecánicos y químicos especiales para mantenerlas firmes e intactas.
Resultados prometedores
Los investigadores austriacos trabajan ahora intensamente en métodos de reticulación para estabilizar la piel impresa en 3D. Su objetivo es seguir un enfoque natural, asegurándose de que el proceso se produzca en condiciones muy suaves y sin utilizar productos químicos citotóxicos. Una vez lograda la estabilización, el equipo de la India empezará a probar la durabilidad y la toxicidad potencial de los modelos de piel impresos en 3D en cultivos celulares.
Una estructura sólo puede considerarse una verdadera imitación de la piel una vez que las células cutáneas incrustadas en el hidrogel sobreviven en el cultivo celular durante dos o tres semanas y empiezan a formar tejido cutáneo real. Sólo entonces podrá utilizarse para pruebas celulares posteriores de productos cosméticos.
Estructura impresa en 3D con queratinocitos humanos. Crédito de imagen: Manisha Sonthalia – Vellore Institute of Technology
Según Kleinschek, las pruebas iniciales de los hidrogeles impresos en 3D en cultivos celulares han arrojado resultados prometedores, que demuestran que los materiales reticulados son mecánicamente estables y no tóxicos para las células.
Kleinschek explica:
“En el siguiente paso, los modelos impresos en 3D (imitaciones de piel) se utilizarán para probar nanopartículas. Se trata de un éxito de la investigación complementaria de la TU Graz y el VIT”.
«Nuestros muchos años de experiencia en el campo de la investigación de materiales para imitaciones de tejidos y la experiencia del VIT en biología molecular y celular se han complementado a la perfección», concluye el profesor en un comunicado de prensa. «Ahora estamos trabajando juntos para optimizar aún más las formulaciones de hidrogel y validar su utilidad como sustituto de los experimentos con animales.»
Los hallazgos de la investigación han sido publicados en la revista STAR Protocols.
[FT: tugraz]
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Por: CodigoOculto.com
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