Investigadores de Tel Aviv y Sheba desarrollan tráqueas bioimpresas que imitan tejido natural para tratar estenosis y cáncer, probadas en animales desde 2022.
Avance israelí en prótesis traqueales bioimpresas
Investigadores de la Universidad de Tel Aviv y el Centro Médico Sheba han creado prótesis traqueales bioimpresas en 3D que imitan el tejido natural de la tráquea. Estas estructuras, desarrolladas con hidrogeles y células humanas, permiten restaurar la función respiratoria en pacientes con daños traqueales severos. Desde 2022, los científicos han probado estas prótesis en modelos animales, logrando integración tisular y crecimiento celular. Los avances, publicados en revistas científicas como Biofabrication, posicionan a Israel como líder en bioingeniería respiratoria.
El equipo liderado por el profesor Tommy Shani de la Universidad de Tel Aviv utiliza hidrogeles biocompatibles combinados con células derivadas de pacientes para fabricar las prótesis. Este método asegura que las estructuras sean personalizadas, reduciendo el riesgo de rechazo inmunológico. En pruebas con conejos, las prótesis demostraron soportar la respiración y mantener la integridad estructural durante meses. Los investigadores reportaron que las tráqueas bioimpresas se integraron con los tejidos circundantes, formando nuevos vasos sanguíneos.
El Centro Médico Sheba, reconocido por su innovación en oncología y trasplantes, colabora en este proyecto para abordar casos de estenosis traqueal y cáncer de tráquea. Estas condiciones, que afectan a miles de pacientes globalmente, suelen requerir trasplantes o prótesis sintéticas con limitaciones. Las prótesis bioimpresas ofrecen una solución más natural, ya que replican la elasticidad y resistencia del tejido traqueal humano. Los ensayos preclínicos han mostrado una tasa de éxito superior al 80% en modelos animales.
La tecnología de bioimpresión empleada combina impresoras 3D de alta precisión con biomateriales avanzados. Los hidrogeles actúan como una matriz que sostiene las células mientras estas forman tejido funcional. Según el doctor Amir Onn, especialista en oncología torácica del Sheba, “esta innovación puede cambiar el tratamiento de enfermedades traqueales complejas”. Los científicos planean iniciar ensayos clínicos en humanos para 2026, tras optimizar la escalabilidad de las prótesis.
Datos clave sobre prótesis traqueales bioimpresas en Israel
- Materiales: Hidrogeles biocompatibles y células humanas derivadas de pacientes.
- Pruebas: Ensayos en conejos desde 2022, con integración tisular exitosa.
- Aplicaciones: Tratamiento de estenosis traqueal y cáncer de tráquea.
- Colaboración: Universidad de Tel Aviv y Centro Médico Sheba lideran el proyecto.
- Próximos pasos: Ensayos clínicos en humanos programados para 2026.
Contexto de la bioimpresión en Israel
El desarrollo de prótesis traqueales se basa en avances previos de la Universidad de Tel Aviv en bioimpresión. En 2019, el equipo del profesor Tal Dvir creó el primer corazón bioimpreso con células humanas, un hito que captó la atención mundial. Aquel proyecto, publicado en Advanced Science, sentó las bases para la bioingeniería de órganos complejos. La experiencia en corazones bioimpresos permitió a los investigadores adaptar la tecnología a estructuras tubulares como la tráquea, que requiere menos complejidad vascular pero igual precisión.
El Centro Médico Sheba aporta su infraestructura de investigación y experiencia clínica al proyecto. Este hospital, clasificado entre los diez mejores del mundo por Newsweek en 2025, ha liderado estudios en oncología y regeneración tisular. Su colaboración con instituciones como el MD Anderson Cancer Center de Estados Unidos refuerza la validación científica de las prótesis traqueales. Además, Sheba ha invertido en la ARC Innovation Center, una plataforma que fomenta startups de tecnología médica.
Israel ha consolidado su posición como líder en bioimpresión gracias a una combinación de inversión pública y privada. El gobierno, a través del Ministerio de Ciencia y Tecnología, ha destinado millones de shekels a proyectos de biotecnología. Empresas como CollPlant, que produce colágeno humano recombinante, han contribuido con biomateriales esenciales para la bioimpresión. Estas alianzas han acelerado el desarrollo de tecnologías que podrían revolucionar la medicina regenerativa.
Otros países, como Estados Unidos y Corea del Sur, también investigan bioimpresión traqueal, pero los avances israelíes destacan por su enfoque en personalización. Mientras que las prótesis sintéticas tradicionales, como las de poliuretano, presentan riesgos de infección, las tráqueas bioimpresas minimizan estas complicaciones. Los investigadores de Tel Aviv han patentado varias técnicas de bioimpresión, lo que asegura la protección intelectual de sus innovaciones.
Panorama global de la bioimpresión traqueal
La bioimpresión de tráqueas no es un campo exclusivo de Israel. En 2016, un equipo de Corea del Sur publicó un estudio en Biofabrication sobre prótesis traqueales de poliuretano impresas en 3D, probadas en conejos. Sin embargo, estas carecían de células vivas, lo que limitaba su integración tisular. En Estados Unidos, el Mount Sinai Hospital presentó en 2015 avances en prótesis traqueales 3D, pero sus modelos no alcanzaron la complejidad de los israelíes.
El principal desafío global es escalar las prótesis a tamaños humanos sin comprometer la viabilidad celular. La tráquea humana, con un diámetro de 2 a 3 centímetros y una longitud de hasta 12 centímetros, requiere millones de células coordinadas. Los investigadores israelíes han abordado este problema con impresoras 3D de mayor resolución y biorreactores que estimulan el crecimiento celular post-impresión.
Las aplicaciones de esta tecnología van más allá de la tráquea. Los científicos de la Universidad de Tel Aviv exploran bioimpresión para otros órganos tubulares, como el esófago. Además, el Centro Médico Sheba planea integrar estas prótesis en tratamientos combinados para pacientes con cáncer de pulmón, donde la tráquea suele verse comprometida. La colaboración interdisciplinaria entre ingenieros, biólogos y médicos ha sido clave para estos avances.
El impacto económico de la bioimpresión también es significativo. Según un informe de Grand View Research, el mercado global de bioimpresión alcanzará los 4.7 mil millones de dólares para 2030. Israel, con su ecosistema de innovación, está bien posicionado para captar una porción importante de este mercado. Empresas locales ya negocian acuerdos con socios internacionales para comercializar estas tecnologías.