Cientistas criam sistema que imprime orelha, músculo e tecido ósseo

Estudo mostra que tecnologia da impressão 3D pode ser usada para transplantes

A fabricação de tecido humano com a tecnologia da impressão 3D não é novidade, mas cientistas do Centro Médico Wake Forest, na Carolina do Norte, provaram ser possível a impressão de estruturas vivas para substituir tecidos danificados em pacientes. Em estudo publicado nesta segunda-feira na revista “Nature Biotechnology”, os pesquisadores afirmam terem criado orelhas, ossos e estruturas musculares. Em testes com animais, essas estruturas se transformaram em tecidos funcionais, desenvolvendo sistema de irrigação com vasos sanguíneos. O mais importante, os resultados indicam que as estruturas criadas possuem tamanho, resistência e função para uso em humanos.

— Essa nova impressora de órgãos e tecidos é um avanço importante em nossa busca para a criação de tecidos para substituição em pacientes — disse Anthony Atala, diretor do Instituto Wake Forest para Medicina Regenerativa e coautor do estudo. — Ela pode fabricar tecidos estáveis, em escala humana, em qualquer formato. Com mais desenvolvimento, essa tecnologia tem potencial para ser usada na impressão de tecidos vivos e estruturas de órgãos para implante cirúrgico.

A engenharia de tecidos é uma ciência que tem por objetivo a fabricação de tecidos e órgãos em laboratório para resolver o problema da falta de material para transplantes. A precisão da impressão 3D torna a técnica promissora para replicar a complexidade de órgãos e tecidos humanos, porém, equipamentos desenvolvidos até então não eram capazes de produzir estruturas com dimensão ou resistência suficientes para implantes.

A nova impressora, batizada como Sistema de Impressão Integrado de Tecidos e Órgãos (x, na sigla em inglês), consumiu dez anos de pesquisas, mas alcançou esse objetivo. Para formar a estrutura, o sistema deposita simultaneamente materiais biodegradáveis e géis com base de água que contém as células. Para aumentar a resistência, uma estrutura externa temporária também é construída.

O maior desafio na engenharia de tecidos é garantir que as estruturas implantadas vivam o suficiente para serem integradas ao corpo. Para solucionar a questão, os pesquisadores otimizaram a “tinta biológica”, solução aquosa que suporta as células, e imprimiram uma rede de microcanais na estrutura. Esses canais permitem que nutrientes e oxigênio do corpo se espalhem pela estrutura e mantenham as células vivas enquanto um novo sistema de irrigação não é desenvolvido.

— Nossos resultados indicam que a combinação da tinta biológica que usamos, com os microcanais, fornecem o ambiente certo para manter as células vivas e suportam o crescimento das células e tecidos — disse Atala.

Entre os experimentos da ITOP uma orelha de dimensões humanas foi impressa e implantada dentro da pele de um rato. Dois meses depois, o formato da orelha implantada foi mantido e tecidos da cartilagem e vasos sanguíneos foram formados. Em outra demonstração, tecido muscular foi impresso e implantado em ratos. Duas semanas depois, testes confirmaram que o músculo estava robusto o suficiente para manter suas características estruturais, se tornou vascularizado e induziu a formação de nervos.

Por último, fragmentos ósseos da mandíbula, do tamanho e formato necessários para reconstrução facial em humanos, foram impressos usando células tronco humanas. Para estudar a maturação do osso no corpo, pequenos pedaços foram implantados em ratos. Após cinco meses, as estruturas formaram tecido ósseo vascularizado.

Fonte: O Globo