A bioengenharia tornou-se cada vez mais complexa e articulada. Usando nada mais do que luz e tinta biológica, os cientistas conseguiram imprimir diretamente uma estrutura semelhante a uma orelha humana sob a pele de ratos.
A equipe usou uma orelha saudável como modelo e imprimiu uma orelha 3D a partir de uma imagem espelhada (camada de tecido sobre camada de tecido) diretamente na parte traseira de um mouse.
Tudo sem um único corte cirúrgico.
Se você acha que isso é um pouco perturbador, não posso culpá-lo: no entanto, a prova de conceito é impressionante. A equipe mostrou que é possível construir ou reconstruir camadas de tecido, mesmo as complexas como uma orelha, sem implante cirúrgico.
Isso significa que um dia poderá ser possível reparar um ouvido ou outro dano genético ou no tecido de lesão diretamente no local da lesão. Só vi coisas assim em Star Trek e as considerei as mais avançadas.
Bioprinting 3D, impressão com luz
A tecnologia, bioimpressão 3D baseada em tratamento digital de luz (DLP), ganhou muita atenção na última década devido à sua versatilidade. Dentro este artigo interessante de profissionais você encontrará um compêndio exaustivo do assunto e seu estágio de arte.
A ideia básica é injetar células contendo biotinta no tecido danificado e, em seguida, iluminar esses “moldes” para “ativar” as células na biotinta. Dependendo do tipo de célula, eles podem reparar medulas espinhais, fibras nervosas ou vasos sanguíneos danificados.
neste estudo, publicado na semana passada na Science Advances, a equipe fez um avanço na técnica. Usando design auxiliado por computador, eles projetaram múltiplas formas e alimentaram os dados em um dispositivo digital que gerou uma “matriz” de raios infravermelhos.
Esses raios penetram nos tecidos e praticamente os acumulam por dentro.
Em 20 segundos, a equipe conseguiu gerar a forma básica de um ouvido humano em um rato vivo. A orelha impressa em 3D manteve sua estrutura sofisticada por mais de um mês.
Sem bisturis
Sublinho a importância fundamental destes estudos, porque a necessidade de intervenções cirúrgicas é o verdadeiro limite atual da engenharia de tecidos.
A maioria dos protótipos de tecido impresso em 3D hoje é feito dentro do laboratório, onde os cientistas podem manter um controle mais direto sobre o crescimento dos tecidos.
Todas as abordagens tentadas têm uma coisa em comum: em última análise, requerem cirurgia. O tecido deve ser colhido e inserido cirurgicamente no local danificado, e a cirurgia pode causar danos ao implante e ao tecido circundante. As consequências? Desde longas internações hospitalares até cirurgias repetidas, até a remoção do implante.
varinha mágica
Na nova abordagem que é o tema deste post afirmei que os cientistas usaram “luz” para imprimir uma orelha em 3D com biotinta. Um pouco como em certas reconstruções dentárias, a luz é usada para “ativar” as células de biotinta e polimerizar. Assim, de fato, um novo tecido pode ser estampado diretamente sobre outro, ou mesmo sob a pele.
Convencionalmente, a luz ultravioleta ou azul é usada para auxiliar a bioimpressão, mas tem pouca capacidade de penetrar nos tecidos. E também pode causar danos, queimaduras nos tecidos nascentes e circundantes.
A luz infravermelha pode, em vez disso, ativar a biotinta e brilhar profundamente nos tecidos. Como diferentes padrões espaciais de luz podem ser ajustados para ativar a biotinta de maneira diferente, tanto dentro de uma camada quanto entre camadas, a equipe usou a luz como um cinzel.
No primeiro teste, em apenas 15 segundos a equipe imprimiu uma única camada de estruturas em formato de concha na parte externa do corpo. Eles então começaram a imprimir em 3D uma grande variedade de formas: um bolo de três camadas, um boneco de gengibre (sem brincadeira), uma estrela do mar e outros.
Impressão 3D dentro do corpo
Após vários testes, a equipe apontou para o grande alvo: imprimir em 3D um tecido diretamente no corpo. “É um pouco mais difícil”, explicam os investigadores, porque o nível de oxigénio dentro de um organismo vivo pode inibir o efeito de reticulação, o que significa que a tinta pode não se tornar sólida.”
O resultado final é que a equipe encontrou os comprimentos de onda certos. E no final gerou um modelo da orelha para imprimir em 3D, preenchendo-o depois com condrócitos, células que compõem a estrutura da cartilagem da orelha.
Uma maneira melhor de curar?
Construir novos tecidos não é a única coisa que a tecnologia pode fazer. Os tecidos também podem ser reparados. Em um estudo adicional, a equipe descobriu que a mesma abordagem pode curar ferimentos graves.
Em outro teste, a equipe imprimiu uma estrutura contendo células em camundongos que sofreram lesões musculares e usou luz para ativar o tecido impresso. Dentro de 10 dias, os ratos “apresentaram fechamento significativo da ferida” em comparação com um grupo de controle.
Juntando tudo: É a primeira vez que os cientistas conseguem regenerar tecidos dentro do corpo, ao mesmo tempo que promovem a cicatrização de feridas, sem qualquer cirurgia.
Claro, há um longo caminho entre “imprimir em 3D uma orelha humana nas costas de um rato” e “regenerar uma orelha ferida”, mas o estudo mostra que é possível.
