Ver el código de «Ingeniería de tejidos»

{{Otros usos|Fibra artificial|productos textiles}}

La '''Ingeniería de tejidos''', también conocida como '''medicina regenerativa''', es la rama de la [[bioingeniería]] que se sirve de la combinación de [[célula]]s, métodos de [[ingeniería de materiales]], [[bioquímica]] y [[fisicoquímica]] para mejorar o reemplazar funciones biológicas. Mientras la mayoría de definiciones de la ingeniería de tejidos cubre un amplio rango de aplicaciones, en la práctica el término está íntimamente relacionado con las aplicaciones de reparar o reemplazar parcial o totalmente tejidos (por ejemplo, [[hueso]], [[cartílago]], [[válvula cardiaca]], [[vejiga]], etc.). A menudo, los tejidos implicados requieren ciertas propiedades mecánicas y estructuras para su propia función. 

En el fondo incluye también las transfusiones, trasplantes, terapias génicas...
{{Ficha de ingeniería|
|nombre              = Ingeniería de tejidos 
|nombres alternos    = Ingeniería Tisular<br />Ingeniería de tejidos y órganos<br />Medicina regenerativa
|ciencias            = [[Biomedicina]]
|campo de aplicación = [[Tecnología]]<br />[[Medicina]] 
|reconocida en       = 
|subárea de          = [[Ingeniería biotecnológica]], [[Ingeniería biológica]]
}}

Esta ingeniería es una especialidad que aplica los principios de la [[ingeniería]] y las ciencias de la vida a la fabricación de sustitutos [[biología|biológicos]] que mantengan, mejoren o restauren la función de [[órgano (biología)|órganos]] y [[Tejido (biología)|tejidos]] en el cuerpo humano. De naturaleza eminentemente interdisciplinaria, la ingeniería de tejidos incluye conceptos de ramas tan diversas como la biología celular, la [[microfabricación]], la [[robótica]] y la ciencia de los materiales para diseñar partes de reemplazo del cuerpo humano.

El término ha sido también aplicado a los esfuerzos de diseño de funciones bioquímicas usando células junto con sistemas de soporte creados artificialmente (como por ejemplo un [[páncreas artificial]] o [[hígado artificial]]).

== Áreas del conocimiento ==
[[Archivo:Kohlenstoffnanoroehre Animation.gif|thumb|210px|Animación de un [[nanotubo de carbono]] rotando y mostrando su estructura 3D.]]
{{AP|Histología|Célula|Ciclo celular}}
La ingeniería de tejidos usa fundamentalmente [[célula]]s cultivadas y/o modificadas genéticamente en el laboratorio como material de ingeniería. 

Así mismo se utilizan andamios [[3D]] que fungen como guías y soportes para el transporte celular y molecular. Estos sirven para reemplazar parte de hueso o de órganos dañados que han dejado de desarrollar su función. 

Los andamios pueden ser fabricados con diferentes materiales como colágeno, hidrogeles, nano fibras y biopolímeros. 

El desarrollo de los andamios tiene que cumplir con las siguientes características:

* Biocompatibilidad
* Inerte al medio
* Degradación paulatina mediante el crecimiento celular y tisular
* Porosidad adecuada para la sujeción celular
* Derivados del material no tóxicos

En este sentido los [[nanotubos de carbono]] son firmes candidatos para convertirse en "andamios" para órganos ya que son biocompatibles, resistentes a la biodegradación y pueden ser funcionales con biomoléculas.

== Campos de acción ==
En la mayoría de casos, la creación de tejidos y estructuras biológicas ''in vitro'' requiere un considerable conocimiento de la célula para garantizar su supervivencia, crecimiento e incentivar su funcionalidad. En general, los requerimientos básicos de las células deben ser mantenidos durante su cultivo incluyen  [[oxígeno]], [[pH]], [[humedad]], [[temperatura]], [[nutriente]]s y el mantenimiento de la [[Presión osmótica]]. El proceso de cultivo celular presenta problemas adicionales en el mantenimiento de las condiciones óptimas. 

Otro campo de la ingeniería de tejidos es la introducción a los propios factores  o la estimulación requerida para inducir las funciones vitales. En muchos casos, el mantenimiento del cultivo celular no es suficiente. Factores de crecimiento, [[hormona]]s, metabolitos específicos o nutrientes, estímulos químicos y físicos son en ocasiones necesarios. Por ejemplo, ciertas células responden a cambios en el oxígeno como parte de su desarrollo normal, como pueda ser los [[Condrocito]]s, el cual debe adaptarse a condiciones de baja concentración de O<sub>2</sub> o [[hipoxia]] durante los desarrollos esqueléticos. Otros, como las células [[Endotelio|Endoteliales]], responde a una [[tensión cortante]] desde el fluido que fluye, el cual se encuentra en los vasos sanguíneos. Una dirección prometedora es la ingeniería de tejidos in situ (intraoperatoria). Según este enfoque, las construcciones de tejidos pueden ser creadas e implantadas en el mismo procedimiento quirúrgico. La sembradura de andamio se realiza intraoperatoriamente con células aisladas durante la operación. Con este enfoque, las células no necesitan ser cultivadas in vitro.<ref>{{Cita publicación|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36421105|título=Intraoperative Creation of Tissue-Engineered Grafts with Minimally Manipulated Cells: New Concept of Bone Tissue Engineering In Situ|apellidos=Krasilnikova|nombre=Olga A.|apellidos2=Baranovskii|nombre2=Denis S.|fecha=2022|publicación=Bioengineering (Basel, Switzerland)|volumen=9|número=11|páginas=704|fechaacceso=2022-12-18|issn=2306-5354|doi=10.3390/bioengineering9110704|pmc=9687730|pmid=36421105|apellidos3=Yakimova|nombre3=Anna O.|apellidos4=Arguchinskaya|nombre4=Nadezhda|apellidos5=Kisel|nombre5=Anastas|apellidos6=Sosin|nombre6=Dmitry|apellidos7=Sulina|nombre7=Yana|apellidos8=Ivanov|nombre8=Sergey A.|apellidos9=Shegay|nombre9=Peter V.}}</ref><ref>{{Cita publicación|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202201305|título=Within or Without You? A Perspective Comparing In Situ and Ex Situ Tissue Engineering Strategies for Articular Cartilage Repair|apellidos=O'Connell|nombre=Cathal D.|apellidos2=Duchi|nombre2=Serena|fecha=2022|publicación=Advanced Healthcare Materials|páginas=2201305|fechaacceso=2022-12-18|idioma=en|issn=2192-2640|doi=10.1002/adhm.202201305|apellidos3=Onofrillo|nombre3=Carmine|apellidos4=Caballero‐Aguilar|nombre4=Lilith M.|apellidos5=Trengove|nombre5=Anna|apellidos6=Doyle|nombre6=Stephanie E.|apellidos7=Zywicki|nombre7=Wiktor J.|apellidos8=Pirogova|nombre8=Elena|apellidos9=Di Bella|nombre9=Claudia}}</ref>

=== Biorreactores ===
{{AP|Biorreactor}}
En muchos casos, [[biorreactor]]es son empleados para mantener unas condiciones de cultivo celular específicas. Los dispositivos son muy diversos, con múltiples diseños ''ad hoc'' para aplicaciones específicas. El uso de biorreactores permite el control preciso y continuo de las condiciones de cultivo celular y permiten también introducir diferentes estímulos al cultivo de tejidos.

== Algunos ejemplos de tecnologías de la ingeniería de tejidos ==
* '''Hígado bioartificial''' - muchos de los esfuerzos de investigación han producido ayuda hepática usando [[hepatocito]]s vivos.
* '''Páncreas artificial''' - las investigaciones engloban el uso de [[islotes de Langerhans]] para producir y regular [[insulina]], particularmente en casos de [[diabetes]].
* '''[[Vejiga urinaria|Vejigas]] artificiales''' - En la [[Wake Forest University]] se ha conseguido implantar con éxito vejigas desarrolladas artificialmente en siete de 20 humanos, dentro de un experimento a muy largo plazo.<ref name="cnngrow">[http://www.cnn.com/2006/HEALTH/conditions/04/03/engineered.organs/index.html  Doctores desarrollan órganos con las propias células de los pacientes], ''[[CNN]]'', 3 de abril de 2006</ref> 
* '''[[Cartílago]]''' - tejido cultivado en laboratorio  ha sido usado con éxito para reparar cartílago de [[rodilla]].<ref name="knee">{{Cita web |url=http://www.newscientistspace.com/article.ns?id=dn9483 |título=Lab-grown cartilage fixes damaged knees - health - 05 July 2006 - New Scientist Space<!-- Título generado por un bot --> |fechaacceso=24 de enero de 2008 |urlarchivo=https://web.archive.org/web/20061024205231/http://www.newscientistspace.com/article.ns?id=dn9483# |fechaarchivo=24 de octubre de 2006 }}</ref>
* '''[[Piel]] -'''  órgano que recubre el cuerpo y evita que entren patógenos y que  nos deshidratemos. Un grupo de investigación de la Universidad Carlos{{esd}}III de Madrid ha conseguido generar este tejido a partir de [[Bioimpresión 3D|bioimpresión]], consiguiendo un resultado similar al del cuerpo humano. Este equivalente puede ser empleado en casos de grandes quemados o pacientes con úlceras.<ref>{{Cita publicación|url=http://stacks.iop.org/1758-5090/9/i=1/a=015006|título=3D bioprinting of functional human skin: production and in vivo analysis|apellidos=Cubo|nombre=Nieves|apellidos2=Garcia|nombre2=Marta|fecha=2017|publicación=Biofabrication|volumen=9|número=1|páginas=015006|fechaacceso=10 de febrero de 2018|idioma=en|issn=1758-5090|doi=10.1088/1758-5090/9/1/015006|apellidos3=Cañizo|nombre3=Juan F. del|apellidos4=Velasco|nombre4=Diego|apellidos5=Jorcano|nombre5=Jose L.}}</ref>

== Historia ==
[[Archivo:Epithelial-cells.jpg|right|thumb|100px|Células [[tejido epitelial|epiteliales]] tintadas.]]
Durante los últimos 50 años, el desarrollo de la biología celular y molecular, con sus grandes logros técnicos y científicos, ha hecho posible el poder restaurar o mejorar la función de órganos y tejidos lesionados por enfermedades o traumatismos. La cirugía de trasplantes a partir de órganos y tejidos extraídos de donantes es parte de esta medicina reparadora.

En 1975 El equipo del Dr. Rheinwald a partir de los trabajos con una línea celular epitelial cutánea o queratinocitos originada de un teratoma de ratón, establecieron las condiciones necesarias y fundamentales para cultivar, de forma indefinida, este tipo de células. El desarrollo in vivo de las células epiteliales, así como su diferenciación y multiplicación, dependen de complejas interacciones con la matriz extracelular, así como de diferentes estímulos procedentes de los fibroblastos y sus productos. Su primera aplicación clínica se produce en 1980, el equipo de la Dra Banks-Schlegel demuestra la viabilidad del epitelio cutáneo obtenido in vitro empleándolo como injerto en animales de experimentación, lo cual llevó al perfeccionamiento de estas técnicas haciendo posible la utilización de estos tejidos, obtenidos en el laboratorio, en la práctica clínica.<ref>[http://www.scielo.org.ve/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0535-51332007000300011&lng=es&nrm=iso Instituto de Investigaciones Clínicas. Facultad de Medicina. Universidad de Zulia. Venezuela]</ref>

=== Estado actual de la medicina regenerativa ===
Tras el boom inicial de las células madre, este campo continúa todavía a día de hoy en sus inicios. Sin embargo ha de ser destacado que se continúan realizando múltiples investigaciones de forma exhaustiva y pausada, lo que hace avanzar a la medicina regenerativa de forma lenta, pero segura.

Los agentes reguladores están actuando de forma serena. De hecho, la Agencia Europea de Medicamentos (EMEA) ha aprobado ya un producto belga de este campo denominado ChondroCelect. La industria privada creó un gran consorcio de cooperación en 2008, y se están creando también grandes fondos de inversión públicos.

Actualmente existen guías que indica la forma de preceder para el uso clínico de células madre.

La medicina regenerativa es, por tanto, un campo en continua expansión que se espera sea de uso generalizado en la clínica para 2020. Lo que se traducirá en grandes avances médicos para las personas [[Accidente de tráfico|accidentadas]], [[enfermos]], [[personas mayores]], [[lesiones deportivas]] y [[Herido en combate|heridos de guerra]].<ref>[https://www.researchgate.net/publication/301282250_La_curacion_de_las_heridas_de_gran_superficie_y_la_medicina_regenerativa_The_healing_of_large_surface_wounds_and_regenerative_medicine Sturla, F.M. et al: ''La curación de las heridas de gran superficie y la medicina regenerativa''. Revista de la Asociación Médica Argentina, 2013; 126 (4): 12-23.]</ref>
<ref>
[https://www.researchgate.net/publication/327449208_La_matriz_extracelular_en_la_curacion_de_las_heridas_cutaneas_Aspectos_fisicos_quimicos_y_biologicos_Extracellular_matrix_in_healing_of_cutaneous_wounds_Physical_chemical_and_biological_aspects' Sturla F.M et al: ''La matriz extracelular en la curación de las heridas cutáneas. Aspectos físicos, químicos y biológicos''. Revista de la Asociación Médica Argentina, 2018; 131 (2): 7-26.]</ref>

=== Principales problemas contra el avance de la medicina regenerativa ===

* El riesgo de rechazo del nuevo tejido/órgano por parte del organismo.
* La morbidad asociada con las terapias inmunosupresoras, necesarias para intentar evitar el rechazo en la medida de lo posible.
* El bajo número de donantes de órganos.

== Véase también ==
{{Portal|Ingeniería}}
{{Columnas}}
* [[Aeroponía]]
* [[Cell Transplantation]],  revista medicina regenerativa
* [[Cultivo celular]]
* [[Granja vertical]]
* [[Ingeniería biomédica]]
* [[Singularidad tecnológica]]
* [[TERMIS]]
{{Final columnas}}

== Referencias ==
{{Listaref}}

== Enlaces externos ==
* [https://web.archive.org/web/20070613172039/http://www.smartplanet.es/articulos.php?id=9-4-5 SmartPlanet. La ingeniería de tejidos]
* [https://www.cognizantcommunication.com/journal-titles/cell-transplantation Revista Cell Transplantation]
* [http://www.solociencia.com/biologia/06080112.htm Producen tejidos humanos con ayuda de la electricidad]
* [http://actualidad.rt.com/ciencias/view/139421-granjas-humanos-artificiales-experimentos-animales Granjas de 'humanos artificiales' de TissUse ayudarán a poner fin a experimentos con animales]
* [http://www.scielo.cl/pdf/ijmorphol/v33n2/art59.pdf Biografía de Sergey Fedoroff. Pionero de la regeneración neuronal] (en inglés)

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