As tecnologias de impressão 3D estão disponíveis para servir variadas áreas. Desde a indústria, passando pelo ensino até à saúde, estas máquinas permitem fabricar “coisas” de forma simples e prática. Assim, num âmbito muito mais evoluído, na área da bioengenharia, cientistas imprimiram com sucesso uma estrutura em 3D que imita os pulmões.
Os investigadores descobriram como imprimir versões artificiais das complexas redes vasculares do corpo. , que imitam as nossas passagens naturais para o sangue, ar, linfa e outros fluidos vitais.
Urgência na criação de órgãos artificiais para resolver problema da escassez de órgãos
Substituir os nossos órgão por outros artificiais, mas totalmente compatíveis, é um desafio de há várias décadas. Contudo, há limitações técnicas que não permitem hoje temos os nosso órgão substituídos por outros artificiais.
Um dos maiores bloqueios ao fabrico de substitutos funcionais do tecido tem sido a nossa incapacidade de imprimir a vascularização complexa que pode fornecer nutrientes aos tecidos densamente povoados.
Referiu Jordan Miller, professor assistente de bioengenharia da Brown School of Engineering, em comunicado de imprensa.
Segundo o investigador, os nossos órgãos contêm as suas próprias redes vasculares. Temos vasos sanguíneos, vias aéreas do pulmão, canais biliares e vasos sanguíneos do fígado.
Estas redes interpenetrantes estão física e bioquimicamente interligadas, e a própria arquitetura está intimamente relacionada à função tecidual.
Explicou o investigador.
No entanto, Miller e a sua equipa são os primeiros a desenvolver tecnologia de bioimpressão. Esta tecnologia “aborda o desafio da multivascularização de forma direta e abrangente”.
Milhares de pessoas aguardam em listas de espera por um transplante
A criação de substitutos funcionais de tecidos é uma prioridade científica elevada devido ao potencial impacto nas doações de órgãos. A crise da escassez de órgãos é uma crise de longa duração, Em Portugal, a 31 de dezembro, existiam 2.186 pessoas à espera de um transplante. Outra realidade é a dos Estados Unidos, lá estão cerca de 114.000 pessoas em listas de espera de transplantes.
Mesmo após um transplante bem-sucedido, os pacientes têm de tomar medicação imunossupressora para evitar a rejeição de órgãos num futuro. Neste sentido, a bioimpressão de órgãos pode desempenhar um papel importante na redução de ambos os problemas.
Para comparação de tamanho, o cientista colocou um centavo ao lado do seu modelo em escala de um saco de ar imitando o pulmão com vias aéreas e vasos sanguíneos.
Engenharia de tecidos persegue o dia do sucesso
O coração e o cérebro são muitas vezes considerados os órgãos humanos mais complexos, mas outras partes do corpo igualmente matizadas têm provado ser igualmente difíceis de recriar no laboratório.
A engenharia de tecidos tem lutado com isto há uma geração. Com este trabalho, podemos agora melhor questionar, ‘Se pudermos imprimir tecidos que parecem e agora até respiram mais como os tecidos saudáveis nos nossos corpos, eles também se comportarão funcionalmente mais como esses tecidos? Esta é uma questão importante, porque o quão bem as funções de um tecido bioimpresso irão afetar o quão bem sucedido ele será como uma terapia.
Referiu Kelly Stevens, da Universidade de Washington, que liderou a equipa de bioengenharia de Miller.
O fígado é especialmente interessante porque realiza 500 funções impressionantes, provavelmente perde apenas para o cérebro. A complexidade do fígado significa que não há atualmente nenhuma máquina ou terapia que possa substituir todas as suas funções quando este falha. Os órgãos humanos bioimpressos podem algum dia fornecer esta terapia.
Disse Stevens.
SLATE pode ser a resposta que faltava na impressão de tecido humano
A equipa criou uma nova tecnologia de bioimpressão de código aberto a que deram o nome de “aparelho de estereolitografia para engenharia de tecidos”, ou SLATE. Durante o processo SLATE, as camadas são impressas uma de cada vez a partir de uma solução líquida pré-hidrogel. Quando essa solução é exposta à luz azul, torna-se sólida.
Imagens de um projetor DLP exibem fatias 2D sequenciais da estrutura em resolução extremamente alta, com tamanhos de pixels que variam de 10 a 50 mícrons. Assim, quando cada camada solidifica, um braço suspenso levanta ligeiramente o crescente gel 3D, o suficiente para expor o líquido à próxima imagem do projetor.
Os cientistas fizeram uma estrutura de imitação de pulmão como um teste. SLATE aguentou, mostrando-se resistente o suficiente para criar uma entrada e saída rítmica de “respiração”. Além disso, os glóbulos vermelhos também tinham espaço suficiente para transportar oxigénio através do corpo.
Estamos apenas no começo da nossa exploração das arquiteturas encontradas no corpo humano. Ainda temos muito mais a aprender.
Concluiu Miller no comunicado.
Desta forma percebe-se que a reimpressão de órgãos humanos tem várias utilizardes potenciais. Além dos transplantes, os cientistas estão a usar a impressão 3D para imprimir órgão de teste. Assim, estes procuram entender melhor como os órgão são afetados pelo cancro.