Bioimpressão (também conhecida como bioimpressão 3D) é uma combinação de impressão 3D com biomateriais para replicar partes que imitam tecidos naturais, ossos e vasos sanguíneos no corpo. É usada principalmente em conexão com pesquisa de medicamentos e, mais recentemente, como andaimes celulares para ajudar a reparar ligamentos e articulações danificados. A bioimpressão tem sido usada na medicina desde 2007 e tem sido empregada para ajudar a estudar ou recriar quase todos os tecidos, cartilagens e órgãos do corpo.
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Índice
Como funciona a bioimpressão
Uma impressora 3D é capaz de fornecer profundidade a tudo o que está imprimindo, e uma bioimpressora faz isso distribuindo biomateriais como células vivas, cola sintética e andaimes 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 ela está tentando criar. Então, os materiais que você quer usar para o objeto são alimentados na impressora. A impressora lê o arquivo digital que você deu a ela enquanto imprime os materiais que você deu a ela em camadas para recriar o objeto desejado. Cada camada esfriará e grudará uma na outra (graças ao colágeno, cola ou, em alguns casos, apenas às próprias células), criando uma peça sólida e estável.
Para fazer com que as células vivas (comumente chamadas de biotinta) alimentem uma bioimpressora, há uma série de rotas que os pesquisadores podem tomar. Primeiro, elas podem ser retiradas diretamente do paciente para quem estão fazendo a bioimpressão. Ou, se forem usadas para fins de pesquisa ou em casos em que não podem usar as células do próprio paciente, células-tronco adultas podem ser usadas, pois podem ser manipuladas para o tipo de células necessárias para a bioimpressão para recriar o tecido.
O blueprint que uma bioimpressora usa é frequentemente uma digitalização do paciente. Isso permite que a bioimpressora recrie o tecido consultando a digitalização e usando camadas finas e precisas para construir ou imprimir o tecido.
Bioimpressão em um chip
Uma das maneiras pelas quais a bioimpressão 3D está sendo usada atualmente nas comunidades científica e médica é para testar medicina regenerativa. No Wyss Institute em Harvard, pesquisadores desenvolveram uma bioimpressora 3D que pode produzir tecidos vascularizados de células humanas vivas que são impressas em um chip. Eles usam esse tecido em um chip para conectá-lo a um canal vascular, o que permite que os pesquisadores forneçam nutrientes ao tecido para monitorar o crescimento e o desenvolvimento.
A capacidade de cultivar tecido em um chip ajuda os pesquisadores a examinar novas técnicas em medicina regenerativa, bem como testes de medicamentos. Ao usar uma bioimpressora 3D, os pesquisadores também podem analisar 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.
Bioimpressão e Enxertos Ósseos
Quando se trata de praticar medicina, ainda há muito a aprender e testar na criação de órgãos bioimpressos que são dimensionados para o tamanho humano. Mas passos consideráveis estão sendo dados, como na área de enxerto ósseo para consertar problemas com ossos e articulações ao redor deles.
O progresso mais notável vem de pesquisadores da Swansea University, no País de Gales. As bioimpressoras da equipe podem criar materiais ósseos artificiais em formatos específicos necessários usando um material regenerativo e durável. Pesquisadores da AMBER Science Foundation Ireland e Trinity College, em Dublin, Irlanda, criaram um processo para dar suporte à bioimpressão 3D de material ósseo para ajudar com defeitos causados por ressecções de tumores , traumas e infecções, bem como deformidades ósseas genéticas.
A Universidade de Nottingham, na Inglaterra, também obteve ganhos nessa área da medicina, bioimprimindo 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.
Bioimpressão e pele e tecido regenerativos
A pele é uma área bem-sucedida da medicina para bioimpressão devido à capacidade da máquina de criar camadas enquanto imprime. Como a pele é um órgão multicamadas, composto de diferentes células dentro de cada camada, os pesquisadores estão esperançosos 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 analisando isso de perto quando se trata de vítimas de queimaduras que não têm pele intacta suficiente para coletar para ajudar no tratamento e na cura da ferida. Nesse caso, a bioimpressora obteria as informações da ferida do paciente de um scanner (incluindo profundidade e tipos de células necessários) para ajudar a criar uma nova pele que poderia então ser usada no paciente.
Na Universidade Estadual da Pensilvânia , pesquisadores estão trabalhando em bioimpressão 3D que pode criar cartilagem para ajudar a reparar tecidos nos joelhos e outras áreas comumente desgastadas pelo desgaste do corpo, bem como na pele e outros tecidos do sistema nervoso essenciais para a saúde dos órgãos.
Bioimpressão de vasos sanguíneos
A capacidade de recriar vasos sanguíneos usando uma bioimpressora é útil não apenas na possibilidade de transplantá-los diretamente para um paciente, mas também para testes de medicamentos e medicina personalizada . Pesquisadores do Brigham and Women’s Hospital obtiveram ganhos nessa 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 Health Life Guide
A pesquisa que resulta da bioimpressão é fascinante e, embora tenha havido um grande avanço no conhecimento e ganhos obtidos com a capacidade de bioimprimir ossos, pele, vasos sanguíneos, cartilagens e até órgãos, ainda há muito progresso a ser feito antes que muitas dessas práticas sejam adaptadas à medicina.
Alguns podem estar prontos mais cedo do que outros, no entanto. No caso da bioimpressão e da pele, os pesquisadores esperam ter a ciência pronta dentro de cinco anos para soldados que sofrem queimaduras extensas em combate. Outras áreas da bioimpressão, como a recriação de órgãos para uso humano, ainda têm um longo caminho a percorrer no desenvolvimento.
Quando se trata de imitar os processos do corpo e observar a interação de certos medicamentos dentro do sistema maior do corpo, a bioimpressão abriu portas na coleta de dados, bem como maneiras não invasivas de ver como o corpo humano interage com certas substâncias, o que pode levar a uma medicina mais personalizada para os pacientes e menos efeitos colaterais.