Bioimpressão 3D: Transformando imagens médicas em tecido humano
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ROCHESTER, Minnesota — Pesquisadores da Mayo Clinic estão utilizando a tecnologia para produzir modelos de tecidos de diferentes partes do corpo com o intuito de estudar órgãos e tecidos danificados ou doentes. Eles imaginam o dia em que uma bioimpressora 3D possa moldar células vivas para tratamentos ou curas de distúrbios complexos.
"As bioimpressoras 3D são como as impressoras 3D que imprimem pequenas miniaturas ou peças de plástico. Em vez de usar plásticos duros ou metais para a construção de uma peça ou protótipo, as bioimpressoras 3D utilizam materiais biocompatíveis contendo células vivas para imprimir estruturas tridimensionais de tecido que podem ser utilizadas na melhoria da saúde humana", explica o Ph.D. Kevin Dicker, especialista em bioimpressão e cientista da equipe de desenvolvimento de processos do Centro de Bioterapias Regenerativas no Arizona. "As bioimpressoras são ferramentas para acelerar a pesquisa no campo da engenharia de tecidos."
A bioimpressão 3D chama a atenção dos pesquisadores pelo seu potencial para o estudo da progressão de doenças e para a análise de novos tratamentos para condições como falência de órgãos em fase terminal, defeitos da cartilagem e dermatite atópica, também conhecida como eczema. O Dr. Dicker e sua equipe estão trabalhando para estabelecer procedimentos operacionais padrões para a biomanufatura de tecidos para testes em ensaios clínicos de estágio inicial. Este trabalho pioneiro visa integrar a engenharia de tecidos a tratamentos que possam ser estudados em ensaios clínicos.
A bioimpressão 3D utiliza um modelo digital de um design gerado a partir de imagens médicas, tal como as das varreduras de RM ou de TC. Essa poderosa ferramenta de alta tecnologia utiliza biotintas compostas por células vivas, hidrogéis, biomateriais e fatores de crescimento, em cada camada do molde impresso. O modelo de tecido 3D final pode simular a estrutura, os mecanismos e a fisiologia dos órgãos humanos, assim como dos músculos e cartilagens.
Estruturas complexas de tecidos provenientes da bioimpressora 3D têm permitido aos pesquisadores estudar formas de bioimprimir órgãos humanos. A Mayo Clinic conseguiu desenvolver a bioimpressão da pele para simular doenças cutâneas inflamatórias. Este modelo de pele bioimpressa está sendo estudado no laboratório da Ph.D e Dra. Saranya Wyles, com o intuito de testar tratamentos e entender a progressão da doença para condições como a da dermatite atópica (eczema).
Além da sua utilização em modelos de doenças, essa tecnologia emergente está sendo explorada para a fabricação de tecidos e órgãos humanos.
"O objetivo final é um dia sermos capazes de imprimir órgãos e tecidos sob demanda. No entanto, ainda não chegamos lá", diz o Dr. Dicker. "Esperamos aperfeiçoar essa tecnologia, transformando-a em uma solução para a escassez global de doação de órgãos. Se formos capazes de bioimprimir rins funcionais, por exemplo, isso será um alívio gigantesco para o sistema de saúde."
No Arizona, a equipe de pesquisa do Dr. David Lott, está desenvolvendo implantes bioimpressos 3D para a laringe e a traqueia. Os implantes podem ser utilizados para substituir partes danificadas ou doentes do órgão, mantendo o tecido saudável.
Apesar da bioimpressão 3D possuir um grande potencial, a Mayo Clinic e outras instituições de pesquisa ainda têm desafios a serem superados. Para que um órgão bioimpresso funcione, ele deve ter uma conexão com o sangue, oxigênio e nutrientes. Pesquisadores têm lutado para desenvolver uma rede de vasos capilares e vasos sanguíneos nas estruturas bioimpressas em larga escala que forneçam esses elementos vitais. Outro desafio é saber como integrar os tecidos bioimpressos com o corpo humano, evitando a rejeição dos implantes.
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Sobre a Mayo Clinic
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