El equipo, en colaboración con el departamento de ortopedia y rehabilitación de la Universidad de Iowa (EE.UU.) ha concebido el aparato a partir de trabajos previos. Hasta entonces se habían embebido células aisladas de cartílago en un hidrogel, tal como publica la revista Scientific Reports.

Este material polimérico, compuesto casi en su mayoría por agua, hacía las funciones de andamio para el tejido cartilaginoso, si bien presentaba ciertas contraindicaciones. Tal como explica en su paper el autor principal del estudio, Ibrahim T. Ozbolat, el hidrogel carecía de la integridad mecánica requerida para la reparación.

El líquido impedía el contacto entre las células, bloqueando así la comunicación que se produce de forma natural en los tejidos nativos. Además, la sustancia podía llegar a producir elementos tóxicos para el organismo.

Tras estos primeros ensayos, los investigadores comenzaron a trabajar sin andamios, directamente con hilos de cartílago. Este tejido ha resultado ser el más indicado para la impresión en 3D ya que está formado por un solo tipo de células y no contiene vasos sanguíneos en su interior.

El nuevo material de impresión, compuesto por células sin soporte gelatinoso, se debe introducir en un tubo de entre 3 y 5 centésimas de pulgada en su diámetro. El conducto debe estar fabricado con alginato, una sustancia química antiadherente elaborada a partir de algas pardas.

La mezcla permanecerá en el depósito durante aproximadamente 1 semana, para que las células crezcan y se adhieran entre sí. Después, la boquilla de la impresora podrá moldear las hebras de cartílago en cualquier forma que se requiera. Una vez impreso el patrón, éste deberá reposar en un medio nutriente para asentarse y homogeneizarse.

La pieza final no llega a alcanzar las propiedades del cartílago natural, pero es de una calidad muy superior a los cartílagos fabricados a partir de hidrogel. Aún así, Orzbolat ha señalado que la propia presión de las articulaciones podría mejorar las propiedades mecánicas del cartílago artificial implantado.

Así mismo, el científico ha señalado que, una vez comiencen los ensayos en humanos, el material de origen deberá obtenerse del cartílago o las células madre del propio paciente. De esta manera se evitará el rechazo de tejidos.