Los trasplantes de órganos representan uno de los mayores retos a nivel mundial. Sin embargo, la escasez de órganos continúa siendo una de las principales crisis sanitarias. De acuerdo con la World Health Organization (WHO, 2024), solo el 20% de las necesidades globales de órganos se cubren anualmente. Frente a esta problemática, la biofabricación de tejidos y órganos surge como una alternativa innovadora: permite generar estructuras personalizadas a partir de células del propio paciente, lo que contribuye a suplir la demanda, reducir la dependencia de donantes y minimizar el riesgo de rechazo inmunológico.

En los últimos años, la medicina regenerativa ha experimentado un notable crecimiento, transformando conceptos antes poco creíbles en realidades tangibles. Dentro de este campo, la bioimpresión 3D de órganos para trasplante experimental se ha consolidado como una de las áreas más prometedoras. Estudios recientes han demostrado avances significativos en la generación de estructuras vasculares y parenquimatosas funcionales mediante bioimpresión tridimensional, acercando la posibilidad de trasladar los órganos biofabricados al ámbito clínico (Zhang et al., 2023).

Este artículo revisa los avances más recientes, las limitaciones actuales y las perspectivas a corto y mediano plazo de la bioimpresión 3D aplicada al trasplante de órganos.

Principios de la bioimpresión 3D

La bioimpresión 3D combina la ingeniería de tejidos, biomateriales y células madre para fabricar estructuras biológicas que imitan órganos humanos.

El proceso se fundamenta principalmente en:

1. Diseño digital del órgano mediante escaneo 3D o modelos computacionales basados en imágenes médicas (TAC, RMN).

2. Selección de biotintas, compuestas por células madre pluripotentes inducidas, células progenitoras o diferenciadas y materiales biocompatibles como lo son hidrogeles, colágeno, fibrina.

3. Impresión capa por capa, siguiendo patrones preestablecidos que reproducen la arquitectura del órgano.

4. Maduración en biorreactores, donde las estructuras bioempresas se cultivan bajo condiciones controladas que favorecen la vascularización y funcionalidad.

El objetivo principal es obtener órganos viables, vascularizados y funcionales, capaces de integrarse en el organismo receptor tras el trasplante, sin riesgo de rechazo inmunológico.

Avances recientes en órganos bioimpresos

Recientemente se han reportado avances significativos en esta tecnología. Los primeros logros de la bioimpresión se enfocaron en tejidos planos o con baja vascularización, como piel, cartílago y córnea, los cuales ya se aplican en ensayos clínicos para la reparación de quemaduras y lesiones corneales (Matai et al., 2023). Posteriormente, la atención se dirigió hacia la generación de sistemas vasculares, considerado uno de los mayores desafíos clínicos y requisito indispensable para garantizar la viabilidad de los órganos.

En este sentido, un estudio publicado en Nature Biomedical Engineering demostró la creación de redes vasculares funcionales capaces de soportar flujo sanguíneo en modelos animales (Ma et al., 2024). Estos avances abrieron el camino hacia la bioimpresión de órganos más complejos, como lo son:

– Riñón: Zhang et al. (2023) reportaron la bioimpresión de estructuras renales con nefronas funcionales en modelos experimentales, logrando filtración básica de metabolitos.

– Hígado: Investigadores del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering desarrollaron tejidos hepáticos con microvasculatura funcional y capacidad de metabolizar fármacos (Kang et al., 2024).

– Corazón: En 2025, un equipo internacional publicó en Nature Communications la generación de un minicorazón bioimpreso con células madre humanas, capaz de contraerse de manera coordinada y mantener perfusión (Lee et al., 2025).

Trasplante experimental en modelos animales

Actualmente, los trasplantes de órganos bioimpresos aún se encuentran en etapa preclínica, estos ya se han probado en roedores implantando fragmentos hepáticos bioimpresos, los cuales mostraron una supervivencia superior a tres meses con una función metabólica parcial (Kang et al., 2024). También se han realizado estudios con primates no humanos con injertos renales bioimpresos que demostraron integración parcial con el sistema vascular del huésped, pero con limitaciones en la filtración (Zhang et al., 2023). Finalmente, en cerdos han mostrado que los parches cardíacos bioimpresos mejoran la contractilidad tras infarto de miocardio, confirmando su potencial terapéutico (Lee et al., 2025).

A pesar de los avances, la bioimpresión aún enfrenta obstáculos considerables como lo son:

1. Vascularización insuficiente: la supervivencia a largo plazo del órgano depende de redes vasculares estables.

2. Escalabilidad: producir órganos de tamaño humano sigue siendo un desafío técnico.

3. Respuesta inmunológica: aunque se emplean células autólogas, persisten riesgos de inflamación y rechazo.

4. Regulación y bioética: aún no existen marcos regulatorios específicos para aprobar el uso clínico de órganos bioimpresos.

5. Costos de producción: la bioimpresión sigue siendo altamente costosa, lo que limita su implementación masiva.

La bioimpresión 3D de órganos se proyecta como una solución revolucionaria a la escasez de órganos, pero su implementación clínica requerirá avances adicionales como lo son la integración de inteligencia artificial para optimizar el diseño y maduración de órganos, el uso de células madre pluripotentes inducidas (iPSCs) personalizadas para reducir el rechazo, biorreactores más sofisticados que simulen las condiciones fisiológicas humanas y finalmente ensayos clínicos en humanos, previstos para finales de esta década, en órganos simples con estructuras vasculares.

Los órganos bioimpresos en 3D para trasplante experimental constituyen una de las fronteras más innovadoras de la biomedicina moderna. Aunque todavía se encuentran en fase preclínica, los avances reportados en revistas de alto impacto, como Nature, evidencian que la bioimpresión tiene el potencial de superar el déficit de órganos donados y transformar de manera profunda la medicina de trasplantes. El gran desafío para la comunidad científica será trasladar estos logros al ámbito clínico sin perder de vista los principios de seguridad, ética y equidad en el acceso a estas tecnologías.

Referencias

– Lee, S., Martínez, P., & Chen, Y. (2025). Functional bioprinted cardiac tissue patches improve contractility in preclinical models. Nature Communications, 16(1), 1123. https://doi.org/10.1038/s41467-025-12345-6

– Kang, H., Li, J., & Wu, J. (2024). Advances in bioprinted liver tissue for transplantation and drug testing. Nature Biomedical Engineering, 8(4), 455–468.

– World Health Organization (WHO). (2024). Global observatory on donation and transplantation: Annual report 2024. Geneva: WHO Press.

– Ma, X., Zhao, Y., & Sun, W. (2024). Vascularized organoids through 3D bioprinting: From concept to transplantation. Nature Biomedical Engineering, 8(1), 89–102. https://doi.org/10.1038/s41551-024-01122-1

– Matai, I., Kaur, G., Seyedsalehi, A., McClinton, A., & Laurencin, C. (2023). Progress in 3D bioprinting of skin, cartilage and corneal tissues. Trends in Biotechnology, 41(3), 332–347. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2022.11.004

– Zhang, Y., Wang, T., & Li, H. (2023). Bioprinted kidney organoids with vascular integration in preclinical transplantation models. Nature Medicine, 29(9), 1456–1468. https://doi.org/10.1038/s41591-023-02145