En un laboratorio de la Universidad de Washington, un dispositivo del tamaño de una uña está abriendo nuevas puertas en la medicina del futuro.
Bautizado como STOMP (por Suspended Tissue Open Microfluidic Patterning), este innovador molde 3D permite recrear tejidos humanos con una fidelidad sin precedentes, lo que lo convierte en una herramienta revolucionaria para el estudio de enfermedades como la fibrosis, el cáncer o los trastornos musculoesqueléticos.
Imitar al cuerpo, célula por célula
Reproducir en el laboratorio el comportamiento de los tejidos humanos ha sido uno de los mayores retos de la bioingeniería. Comprender cómo se contrae un corazón enfermo o cómo interactúan distintas células en una articulación dañada requiere modelos que reflejen fielmente la complejidad biológica del cuerpo humano.
Con STOMP, los científicos han logrado un nivel de precisión que antes era inalcanzable. A diferencia de los métodos tradicionales que solo permiten observar un tipo celular a la vez, este dispositivo puede modelar múltiples zonas de un mismo tejido, simulando la coexistencia de células sanas y enfermas, como ocurre en casos reales de fibrosis cardíaca o enfermedades neuromusculares.
Un modelo simple, una herramienta poderosa
El principio detrás de STOMP es sorprendentemente sencillo, aunque profundamente eficaz. Funciona como si se tratara de preparar una gelatina con frutas: los científicos mezclan células con materiales sintéticos y los introducen en un marco impreso en 3D. Luego, el sistema capilar del dispositivo distribuye automáticamente los componentes, generando regiones específicas de tejido con características distintas.
Este nivel de control espacial es crucial para estudiar cómo interactúan las células entre sí, cómo responden a los tratamientos o cómo avanza una enfermedad a través del tejido. Todo esto sin necesidad de maquinaria compleja o costosa: STOMP utiliza canales microfluídicos abiertos y geometrías diseñadas con precisión que guían la distribución celular de forma natural.
Aplicaciones concretas y resultados prometedores
El equipo puso a prueba esta tecnología en dos modelos biológicos de alto impacto:
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Ligamento periodontal: Reprodujeron con éxito la zona que conecta el diente con el hueso de la mandíbula, una región difícil de modelar por la transición entre tipos celulares. STOMP permitió generar esa transición de forma precisa, imitando la realidad biológica.
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Tejido cardíaco: Construyeron mini corazones, tanto sanos como enfermos, y midieron sus patrones de contracción. Gracias al diseño del dispositivo, fue posible observar diferencias en la fuerza y dinámica del latido con una claridad sin precedentes.
Estos experimentos demuestran que STOMP no solo es capaz de modelar con realismo, sino también de proporcionar datos relevantes para la investigación biomédica.
Tejido liberado, ciencia avanzada
Una de las innovaciones más notables del sistema es el uso de hidrogeles degradables en las paredes laterales. Esta característica permite eliminar el molde sin dañar el tejido generado, lo que facilita su análisis posterior con herramientas como la microscopía de alta resolución o pruebas moleculares.
“No todas las células son fuertes ni todos los biomateriales pueden remodelarse por sí mismos”, explica Nathan J. Sniadecki, del Instituto de Células Madre y Medicina Regenerativa. “El diseño antiadherente del dispositivo nos dio más versatilidad para trabajar con distintos tejidos”.
Este diseño facilita también los ensayos farmacológicos, ya que los tejidos pueden exponerse a fármacos y luego extraerse para evaluar los efectos sin interferencias, algo que representa una gran ventaja frente a los sistemas tradicionales de cultivo celular.
Versatilidad y accesibilidad: claves de su impacto
STOMP fue diseñado con un principio claro: ser fácil de usar y accesible para cualquier laboratorio. No requiere equipos especiales ni procedimientos complejos. Incluso puede adaptarse a sistemas existentes, como los usados para medir la contracción de células cardíacas.
Esto lo convierte en una herramienta ideal para acelerar el desarrollo de modelos tridimensionales realistas, tanto en investigación básica como en estudios clínicos. Su bajo costo y portabilidad facilitan su adopción masiva, lo que podría transformar el trabajo en campos como la medicina regenerativa, la odontología, la oncología y más.
Hacia la medicina personalizada
Además del avance técnico, STOMP representa un salto hacia la medicina personalizada. Su capacidad para recrear tejidos complejos a partir de células de pacientes permitirá crear modelos únicos para estudiar cómo progresa una enfermedad en un individuo específico, y evaluar qué tratamientos serían más eficaces.
“Este método abre nuevas posibilidades para la ingeniería de tejidos y la investigación de señalización celular”, destacó Ashleigh B. Theberge, del Departamento de Química de la Universidad de Washington. “Fue un verdadero esfuerzo interdisciplinario, con químicos, ingenieros, médicos y odontólogos colaborando para resolver un problema común”.
Un pequeño dispositivo, un gran futuro
En resumen, STOMP convierte un proceso complejo en algo accesible y escalable. Su diseño compacto y su tecnología basada en fenómenos naturales lo transforman en una herramienta con el potencial de cambiar la forma en que se estudian y tratan muchas enfermedades.
En una era donde la medicina busca ser más precisa, personalizada y ética, este pequeño dispositivo 3D demuestra que la próxima gran revolución médica puede empezar con algo tan simple como un molde del tamaño de una uña.
Referencias
- Haack AJ, Brown L, DeForest C, Popowics T, Theberge A, Sniadecki NJ. Suspended Tissue Open Microfluidic Patterning (STOMP). Adv Sci. (2025). doi:10.1002/advs.202501148
