La industria cosmética se enfrenta a una presión creciente para encontrar alternativas a las pruebas con animales, especialmente para evaluar la seguridad de las nanopartículas en productos como los protectores solares. Los investigadores están desarrollando piel artificial impresa en 3D, completa con células vivas, para abordar esta necesidad y cumplir con regulaciones como la Directiva 2010/63/UE, que restringe las pruebas con animales para cosméticos dentro de la UE.
El desarrollo de piel artificial impresa en 3D representa un paso significativo hacia la sustitución de las pruebas en animales en la industria cosmética, particularmente para productos que contienen nanopartículas. Este enfoque innovador está impulsado por la necesidad de cumplir con regulaciones como la Directiva 2010/63/UE, que restringe las pruebas en animales para cosméticos y sus ingredientes dentro de la UE. En consecuencia, existe una demanda apremiante de métodos alternativos para evaluar la absorción y toxicidad de las nanopartículas que se encuentran en cosméticos como las cremas solares.
Investigadores de la Universidad Tecnológica de Graz (TU Graz) y el Instituto de Tecnología de Vellore (VIT) en India están a la vanguardia de este esfuerzo, centrándose en la creación de imitaciones de piel que repliquen con precisión la estructura nativa de tres capas y las propiedades biomecánicas de la piel humana. Estas imitaciones se producen utilizando tecnología de impresión 3D, utilizando formulaciones de hidrogel que se imprimen junto con células vivas. Los modelos iniciales de piel ahora están preparados para pruebas con nanopartículas, lo que demuestra un progreso tangible en esta investigación.
Un aspecto crucial de esta tecnología reside en los hidrogeles utilizados para la imitación de piel impresa en 3D. Como destaca Karin Stana Kleinschek del Instituto de Química y Tecnología de Sistemas de Base Biológica de la TU Graz, estos hidrogeles deben cumplir varios requisitos críticos. Principalmente, necesitan ser compatibles con las células vivas de la piel, permitiendo que las células no solo sobrevivan, sino que también crezcan y se multipliquen dentro de la estructura del hidrogel. Esta viabilidad celular es fundamental para crear una imitación de piel funcional.
La base para estas estructuras estables e imprimibles en 3D son las formulaciones de hidrogel desarrolladas en la TU Graz. Los hidrogeles se caracterizan por su alto contenido de agua, lo que proporciona un entorno ideal para la integración y el crecimiento de las células. Sin embargo, este alto contenido de agua también presenta desafíos, lo que requiere métodos para la estabilización mecánica y química de las impresiones 3D para mantener su integridad estructural y funcionalidad.
La TU Graz participa activamente en el desarrollo de métodos de reticulación para esta estabilización. El objetivo es lograr la estabilización en condiciones muy suaves, idealmente imitando los procesos naturales y evitando el uso de productos químicos citotóxicos que podrían dañar las células vivas. Tras una estabilización exitosa, los socios de cooperación en India, en el VIT, realizan pruebas en cultivo celular para evaluar la resistencia y la toxicidad de las impresiones 3D. Un punto de referencia clave para una imitación de piel exitosa es la capacidad de las células de la piel para sobrevivir y desarrollar tejido cutáneo dentro del hidrogel durante dos o tres semanas en cultivo celular. Solo entonces la imitación se considera adecuada para pruebas adicionales basadas en células de cosméticos.
Las pruebas iniciales de los hidrogeles impresos en 3D en cultivo celular han arrojado resultados prometedores. Los materiales reticulados han demostrado tanto no citotoxicidad como estabilidad mecánica, lo que indica su potencial para su uso en la imitación de piel. Este éxito es un paso vital hacia la validación de la tecnología.
De cara al futuro, la siguiente fase implica la utilización de estos modelos de piel impresos en 3D para probar nanopartículas, como afirma Karin Stana Kleinschek. Esta progresión subraya la exitosa colaboración entre la TU Graz y el VIT, donde la amplia experiencia de la TU Graz en investigación de materiales para imitaciones de tejidos complementa la competencia del VIT en biología molecular y celular. Esta sinergia ha sido crucial para llegar a esta etapa. Los equipos ahora están trabajando en colaboración para refinar aún más las formulaciones de hidrogel y validar rigurosamente su eficacia como un sustituto viable para los experimentos con animales, acercándose a un futuro donde los métodos de prueba éticos y eficientes sean la norma.
Investigadores desarrollan piel artificial 3D, con células vivas e hidrogeles, para reemplazar pruebas en animales en cosmética, especialmente para evaluar la absorción y toxicidad de nanopartículas. Estos modelos, probados con éxito en cultivo celular, imitan la estructura y biomecánica de la piel humana, representando un avance prometedor hacia evaluaciones de seguridad de productos más éticas y efectivas. ¿Podría esta innovación marcar el comienzo de una nueva era de pruebas cosméticas libres de crueldad?
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