Contente
- Como funciona a bioimpressão
- Biimpressão em um chip
- Bioprinting e enxertos ósseos
- Bioprinting e pele regenerativa e tecido
- Biimpressão de vasos sanguíneos
Como funciona a bioimpressão
Uma impressora 3D é capaz de fornecer profundidade a tudo o que está sendo impresso, e uma bioprinter faz isso distribuindo biomateriais como células vivas, cola sintética e suportes de colágeno em camadas para criar um objeto. Esse processo é chamado de manufatura aditiva - os materiais alimentados na impressora são solidificados à medida que saem para criar um objeto 3D.
Mas não é tão simples quanto colocar materiais em uma impressora 3D e apertar um botão. Para chegar ao estágio de manufatura aditiva, a impressora precisa receber um projeto - uma imagem gerada por computador do que está tentando criar. Em seguida, os materiais que deseja usar para o objeto são alimentados na impressora. A impressora lê o arquivo digital que você deu enquanto imprime os materiais que você deu em camadas para recriar o objeto desejado. Cada camada irá esfriar e grudar uma na outra (graças ao colágeno, cola ou, em alguns casos, apenas as próprias células), criando uma peça sólida e estável.
Para fazer com que as células vivas (comumente chamadas de bioink) alimentem uma bioprinter, há uma série de rotas que os pesquisadores podem seguir. Primeiro, eles podem ser retirados diretamente do paciente para o qual estão fazendo a bioimpressão. Ou, se estiverem sendo usadas para fins de pesquisa ou em casos em que eles não podem usar as próprias células de um paciente, as células-tronco adultas podem ser usadas, pois podem ser manipuladas para o tipo de células necessárias para a bioimpressão para recriar o tecido.
O projeto que uma bioprinter usa geralmente é uma varredura do paciente. Isso permite que a bioprinter recrie o tecido referindo-se à varredura e usando camadas finas e precisas para construir ou imprimir o tecido.
Biimpressão em um chip
Uma das maneiras pelas quais a bioimpressão 3D está sendo usada atualmente nas comunidades científica e médica é para testar a medicina regenerativa. No Wyss Institute em Harvard, os pesquisadores desenvolveram uma bioprinter 3D que pode produzir tecidos vascularizados de células humanas vivas que são impressos em um chip. Eles usam esse tecido em um chip para conectá-lo a um canal vascular, o que permite que os pesquisadores forneçam aos tecidos nutrientes para monitorar o crescimento e o desenvolvimento.
A capacidade de fazer crescer tecido em um chip ajuda os pesquisadores a examinar novas técnicas em medicina regenerativa, bem como em testes de drogas. Ao usar uma bioprinter 3D, os pesquisadores também podem examinar diferentes métodos de criação de chips. Uma conquista foi a criação de um coração em um chip, com sensores para fins de pesquisa e coleta de dados. Isso pode ter exigido testes em animais ou outras medidas anteriormente.
Bioprinting e enxertos ósseos
Quando se trata de praticar medicina, ainda há muito a aprender e testar na criação de órgãos bioprintados que são dimensionados para o tamanho humano. Mas passos consideráveis estão sendo dados, como na área de enxerto ósseo para corrigir problemas nos ossos e nas articulações ao redor deles.
O progresso mais notável vem de pesquisadores da Swansea University no País de Gales. Os bioprinters da equipe podem criar materiais ósseos artificiais em formas específicas necessárias usando um material regenerativo e durável. Pesquisadores da AMBER Science Foundation Ireland e Trinity College em Dublin, Irlanda, criaram um processo para apoiar a bioimpressão 3D de material ósseo para ajudar com defeitos causados por ressecções tumorais, trauma e infecção, bem como deformidades ósseas genéticas.
A Universidade de Nottingham, na Inglaterra, também obteve ganhos nessa área da medicina, bioimpressando uma cópia do osso que está substituindo e revestindo-o com células-tronco. O andaime é colocado dentro do corpo. Com o tempo, com a ajuda das células-tronco, ele é completamente substituído por um novo osso.
Bioprinting e pele regenerativa e tecido
A pele é uma área de sucesso da medicina para a bioimpressão devido à capacidade da máquina de fazer camadas à medida que imprime. Como a pele é um órgão multicamadas, composto por diferentes células dentro de cada camada, os pesquisadores têm esperança de que, com o tempo, a bioimpressão pode ajudar a reproduzir as camadas da pele, como a derme e a epiderme.
Pesquisadores da Wake Forest School of Medicine, na Carolina do Norte, estão investigando de perto isso quando se trata de vítimas de queimaduras que não têm pele suficiente para colher para ajudar no tratamento e na cicatrização de feridas. Neste caso, a bioimpressora obteria as informações da ferida do paciente a partir de um scanner (incluindo a profundidade e os tipos de células necessários) para ajudar a criar uma nova pele que poderia então ser usada no paciente.
Na Universidade Estadual da Pensilvânia, os pesquisadores estão trabalhando na bioimpressão 3D que pode criar cartilagem para ajudar a reparar o tecido nos joelhos e outras áreas comumente desgastadas pelo desgaste pelo corpo, bem como pele e outros tecidos do sistema nervoso essenciais para a saúde do órgão .
Biimpressão de vasos sanguíneos
A capacidade de recriar vasos sanguíneos usando uma bioimpressora é útil não apenas na possibilidade de ser capaz de transplantá-los diretamente em um paciente, mas também para testes de drogas e medicina personalizada. Pesquisadores do Brigham and Women’s Hospital obtiveram ganhos nesta área da medicina imprimindo fibras de agarose que servem como vasos sanguíneos. Os pesquisadores descobriram que esses vasos sanguíneos bioimpressos são fortes o suficiente para se mover e formar redes maiores, em vez de se dissolverem em torno de uma estrutura existente.
Uma palavra de Verywell
A pesquisa que se origina da bioimpressão é fascinante e, embora tenha havido um grande avanço no conhecimento e ganhos obtidos a partir da capacidade de bioprintar ossos, pele, vasos sanguíneos, cartilagens e até órgãos, ainda há muito mais progresso a ser feito antes que muitos dessas práticas são adaptadas à medicina.
Alguns podem estar prontos mais cedo do que outros. No caso da bioimpressão e da pele, o pesquisador espera ter a ciência pronta em cinco anos para soldados que sofreram queimaduras extensas em combate. Outras áreas da bioimpressão, como a recriação de órgãos para uso humano, ainda têm um caminho a percorrer em desenvolvimento.
Quando se trata de imitar os processos do corpo e observar a interação de certas drogas dentro do sistema maior do corpo, a bioimpressão abriu portas na coleta de dados, bem como formas não invasivas de ver como o corpo humano interage com certas substâncias, o que pode levar a medicina mais personalizada para o paciente e menos efeitos colaterais.