Imprime los repuestos de la lavadora, tus joyas, y hasta tus medicamentos

Fuente: Modificado de Don DeBold. Flickr

El martes se compartía en twitter un artículo de The Guardian donde se entrevistaba al profesor Lee Cronin, de la Universidad de Glasgow, y en el que este científico decía que podía "imprimir" medicamentos para que en un futuro todo el que tuviera una impresora 3D en casa puediera descargarse los datos adecuados y crear los medicamentos que quisiera en casa. En su cabeza estaba la idea del "quimiordenador", es decir, crear "química descargable". Quiere hacer con los medicamentos lo que Apple hizo con la música. ¿Esto se puede hacer? ¿Es seguro? ¿Es útil? Para responder a estas preguntas repasemos algunas cosas sobre la impresión en 3D y los medicamentos.

La impresión en 3D se está poniendo de moda por las fantásticas utilidades que tiene y por su múltiples aplicaciones. Esto, junto con el hecho de que hoy en día se fabrican impresoras 3D a precios muy razonables, está haciendo que cada vez más personas, compañías y organizaciones se estén subiendo al carro de la impresión en 3D. Sin embargo, la parte complicada no es tener una de estas impresoras, sino generar los datos adecuados para ella. Con los datos adecuados ya se están produciendo un montón de cosas que sería muy complicado hacer de otra manera, incluso a mano. Desde piezas muy grandes a piezas muy pequeñas que por su especial estructura sería muy complicado hacer, con las impresoras 3D se están haciendo. Cómo funciona la impresión en 3D y las cosas que se pueden hacer con ella nos lo explica muy bien Lisa Harouni en esta TED talk.

De hecho este tipo de impresora es una de las máquinas que tienen los Fab Labs que existen en muchas partes del mundo y que están a disposición de cualquiera para hacer realidad las ideas que tengan (para más detalles podéis leer este post sobre los Fab Labs con el que me estreno en el blog de la Asociación Española de Comunicación Científica).

De momento hemos visto los usos tecnológicos y digitales que tiene, pero la impresión en 3D también se está utilizando para imprimir células vivas para crear órganos. Y es que al final esta máquina es una impresora y utilizando diferentes "tintas" podemos imprimir diferentes cosas. El cirujano Anthony Atala ya ha estado utilizando estas impresoras en 3D para crear órganos para pacientes. Parece ciencia ficción, pero no lo es. Este uso de la impresión en 3D tiene un gran potencial para ayudar a solucionar el problema de la donación de órganos. En esta charla nos presenta algunas de las cosas que han hecho como crear piezas de hueso, imprimir dentro de los pacientes para cubrir heridas o construir un riñón completo. Esta tecnología utilizando las impresoras en 3D está todavía en fase de desarrollo y tendremos que esperar durante varios años para que sea una realidad, pero la dirección que lleva es muy buena.

Una vez que hemos visto estos ejemplos de fantásticos usos de la impresión en 3D tanto en el ámbito tecnológico como en el médico, quiero centrarme en el trabajo del científico Lee Cronin. En su laboratorio de Glasgow, él y su equipo están llevando a cabo una serie de investigaciones para crear diferentes cosas, utilizando la química orgánica e inorgánica. Una de las primeras cosas que hacen y que tuvo repercusión mediática fue el crear "vida inorgánica". Es decir, en su laboratorio han conseguido crear ciertas cosas parecidas a células vivas pero basadas no en carbono, sino en átomos metálicos en combinación con oxígeno y fósforo. Sin embargo, estas construcciones no estarán vivas si no llevan níngún tipo de ADN en su interior. De esto ya habló el mismo Cronin en otra TED talk (lo sé, van ya 3 TED talks en este post... pero es que, en mi opinión, son geniales) que podéis ver a continuación.

Su idea de química imprimible es que al igual que se pueden descargar planos de objetos y crearlos, también se puedan descargar planos de moléculas y crearlas. Para conseguir esto lo que hacen es crear sales de los átomos metálicos (que son grandes y están cargados negativamente) con pequeños átomos cargados positivamente (como el sodio). Por otra parte crean sales de iones orgánicos cargados positivamente unidos a otros pequeños cargados negativamente. Cuando estas dos sales se juntan ocurre un intercambio de iones y los iones metálicos se unen a los iones orgánicos positivos creando una nueva sal que es insoluble en agua y precipita como una cáscara alrededor del líquido inyectado.

De hecho, uno de los últimos artículos que ha publicado habla sobre este proceso y el prototipo que están desarrollando. En este prototipo de impresora en 3D/reactor son capaces de mezclar esas sales de una forma determinada controlando todos los parámetros necesarios para que se creen las moléculas que quieren imprimir.

Estructura de la impresora 3D de moléculas químicas. Fuente: Symes et al., 2012

Además, son capaces de dirigir la unión de las sales de tal forma que cambiando la estructura del reactor pueden modificar la estructura de la molécula resultante.

Un cambio en la forma del reactor produce un cambio en la molécula resultante.
Fuente: symes et al., 2012

Una de las utilidades que este científico propone para esta impresión de moléculas es la posibilidad de crear medicamentos con estas impresoras. Para ello se necesitaría una impresora 3D apropiada, los datos (que son los planos) adecuados, y la tinta adecuada (las sales que se mezclarían). En el laboratorio del Profesor Cronin han generado los datos para poder crear una especie de pastillas (creadas con la impresora 3D también) que podrán contener las moléculas fabricadas con este procedimiento. Según el propio científico esto ayudará a la adquisión fácil y más económica de ciertos medicamentos que actualmente, bien porque son para enfermedades raras y no hay gran demanda de ellos o bien porque son medicamentos que se utilizan principalmente en pasises subdesarrollados (como los antimaláricos o antivirales), no llegan de una forma asequible y eficaz a los pacientes que los necesitan. Su idea es que se puedan mandar estas impresoras (y los componentes necesarios) a los sitios donde los medicamentos son necesarios asegurando un abastecimiento adecuado y relativamente más barato.

Sin embargo, esto tiene un gran problema. Estamos hablando de medicamentos, de moléculas que tienen un efecto en el cuerpo humano y que están bajo un gran control debido a sus posibles efectos. La producción de medicamentos (y productos farmacéuticos en general) está regulada por una serie de leyes y reales decretos (en el caso de España) muy específicos. Esto es así para poder asegurar la calidad y la seguridad de los mismos. En este momento ya no estamos hablando de piezas de lavadora que si no son producidas de una forma adecuada simplemente hacen que la lavadora no funcione, sino de productos (los medicamentos) que pueden tanto salvar como quitar vidas. En mi opinión como farmacéutica no podemos dejar a un lado la seguridad por querer mejorar el acceso a los medicamentos. Esta tecnología es muy interesante, pero todavía necesita mucho desarrollo para poder verla hecha realidad de una forma eficaz a la vez que segura.

NOTA: Esta entrada participa en la XVII Edición del Carnaval de Química que este mes está alojado en el blog Un Geólogo en Apuros del genial Nahúm Chazarra

Referencia:

Symes MD, Kitson PJ, Yan J, Richmond CJ, Cooper GJ, Bowman RW, Vilbrandt T, & Cronin L (2012). Integrated 3D-printed reactionware for chemical synthesis and analysis. Nature chemistry, 4 (5), 349-54 PMID: 22522253