Cinvestav desarrolla dispositivo para fabricar filamento bioactivo de bajo costo

Con más de 18 mil 900 personas en lista de espera para un trasplante en México tan solo en el primer trimestre de 2025, según datos de la Secretaría de Salud, la ingeniería de tejidos, un campo multidisciplinario que integra conocimientos de biología y principios de la ingeniería, cobra mayor relevancia en el desarrollo de tecnologías accesibles y adaptables orientadas a restaurar, preservar o mejorar las funciones de tejidos dañados.

No obstante, gran parte de los desarrollos asociados a este campo requieren tanto materiales biomédicos personalizados como equipos especializados y costosos. En este contexto, un equipo del Cinvestav desarrolló un dispositivo capaz de fabricar filamento de policaprolactona (un biopolímero utilizado en la fabricación de andamios para ingeniería de tejidos) mezclado con partículas de matriz ósea desmineralizada obtenidas de un modelo animal.

El aparato, realizado por América Padilla Viveros y Felipe de Jesús Mondragón Serrano, coordinadora y profesor visitante del Programa de Doctorado en Desarrollo Científico y Tecnológico para la Sociedad (DCTS), respectivamente, junto con José Víctor Calderón Salinas, investigador del Departamento de Bioquímica, consiste en un sistema que integra componentes mecánicos, eléctricos y electrónicos, capaz de transformar pequeños cilindros compactados de policaprolactona con partículas bioactivas en un filamento para ser usado en una impresora 3D.

El proceso comienza al mezclar policaprolactona con partículas de matriz ósea desmineralizada, esta mezcla se calienta a 65 grados Celsius para que los componentes se integren, y luego se coloca en moldes. Una vez que se enfría y solidifica, el cilindro se introduce en un contenedor del sistema de extrusión del aparato, donde es empujado y fundido nuevamente para formar un filamento delgado con las partículas integradas.

Finalmente, el filamento se enfría con ventiladores y se recolecta en un carrete para su uso posterior en una impresora 3D de bajo costo, donde se fabricaron andamios, los cuales fueron evaluados en términos de su resistencia mecánica y de su capacidad para inducir la formación de hueso ectópico en un modelo animal. Esta evaluación se basa en el potencial de las partículas de matriz ósea desmineralizada para activar células del cuerpo que inician la formación de cartílago y, posteriormente, hueso, similar al proceso natural de desarrollo óseo.

“Se trata de una herramienta práctica, económica y adaptable, diseñada para usarse directamente en laboratorios que buscan crear sus propios materiales sin depender de maquinaria especializada de alto costo”, señaló Mondragón Serrano.

A pesar de que el dispositivo fue concebido principalmente para trabajar con policaprolactona y partículas de matriz ósea desmineralizada, se podría utilizar adicionando otro tipo de partículas, como hidroxiapatita o fosfato tricálcico, para aumentar la capacidad osteogénica y para generar otros tejidos. 

Conscientes de la importancia de proteger esta innovación, el equipo decidió dar un paso adicional en la consolidación del proyecto. En febrero de 2023 presentaron ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI) la solicitud del modelo de utilidad, la cual fue otorgada poco más de un año después. Con este respaldo, decidieron postularse al Premio IMPI a la Innovación Mexicana 2024, donde su proyecto fue galardonado con el primer lugar nacional en la categoría de modelo de utilidad.

“Más allá del impacto científico, esta tecnología contribuye a la autonomía tecnológica y científica nacional, fomentando la producción local de materiales biomédicos innovadores que pueden mejorar la calidad de vida y el bienestar”, puntualizó Padilla Viveros.

Este avance representa un paso importante hacia la creación de tecnologías que combinan innovación técnica con protección intelectual, y abre la puerta a nuevas posibilidades para el desarrollo de materiales biomédicos personalizados que respondan a las necesidades específicas de la medicina regenerativa.