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Tecnologias 3D bioprinting novas para criar o tecido cardiovascular

A doença cardiovascular (CVD) é a causa de morte principal no mundo inteiro, com sobre os 17 milhões pelo ano de acordo com a Organização Mundial de Saúde. Muitos formulários do CVD são crônicos na natureza, significando que se agravam ao longo do tempo. Assim, uma vez que a doença foi diagnosticada é importante iniciar o mais cedo possível o tratamento a fim fornecer resultados pacientes positivos.

Tecnologias 3D bioprinting novas para criar o tecido cardiovascular
Mover-se para 3D que bioprinting o tecido cardiovascular. Source: Doença “cardiovascular” 2020-2030 do relatório de IDTechEx” (www.IDTechEx.com/CVD)

O tratamento ideal para alguns formulários do CVD severo, tais como a parada cardíaca crônica ou ferimento miocárdico extensivo, é transplantação cardíaca. Devido às faltas no tecido fornecedor disponível, este não pode ser dado a todos os pacientes. O momento de espera médio para um doador apropriado é seis a doze meses nos EUA e ao redor um em seis povos morre antes que possam receber uma transplantação. Há uma necessidade clara para uma fonte mais abundante dos corações apropriados para a transplantação.

Até que o progresso significativo esteja feito para impulsionar esta fonte, os cardiologistas precisam de confiar na tecnologia em sua eliminação. Uma estratégia comum à parada cardíaca do endereço é usar uma bomba cardíaca tal como um dispositivo de assistência ventricular esquerdo (LVAD). Os corações mecanizados estiveram explorados igualmente como uma opção do tratamento para a parada cardíaca crônica quando os doadores da transplantação não estão disponíveis.

As opções actuais do tratamento são úteis até certo ponto, mas as soluções personalizadas são exigidas para melhorar resultados e a qualidade de vida pacientes. Esta necessidade está conduzindo a revelação das tecnologias 3D bioprinting cardiovasculares, que utilizam 3D impressão-como técnicas para combinar pilhas e matérias biológicos para fabricar as estruturas biomimetic que replicate a fisiologia e a função naturais do tecido.

Desenvolver um tecido cardíaco dinâmico capaz de imitar as propriedades mecânicas e electroconductive do miocárdio nativo é provar difícil para pesquisadores. Muitos desafios estão em sua maneira que inclui, entre outros, recreando a matriz do tecido e fornecendo um abastecimento de oxigénio adequado a cada pilha.

O sucesso de 3D que bioprinting depende capacidade dos pesquisadores' ao vascularise o tecido. Por este motivo, muito foco tem sido colocado recentemente na geração de vasos sanguíneos. Diversos estudos de promessa têm sido conduzidos já. Por exemplo, os pesquisadores na Universidade da California San Diego 3D imprimiram uma rede funcional do vaso sanguíneo que, implantada uma vez nos ratos, fundidos com os vasos sanguíneos de animal e fosse capaz de transportar o sangue. As realizações similares foram relatadas por Sichuan Revotek, por Rice University e pela Universidade da Pensilvânia nos últimos anos.

Uma inovação importante como nós nos movemos para 3D que bioprinting o tecido cardíaco é a revelação de folhas da pilha. Terumo, um conglomerado japonês, comercializou a folha do coração para o tratamento da parada cardíaca em Japão. Para desenvolver a folha do coração, o tecido do músculo é colhido do pé do paciente e cultivado in vitro. Terumo desenvolveu uma placa de cultura do tecido que permitisse que as pilhas flutuem fora da superfície em uma folha intacto quando a temperatura é abaixada, assim preservando a matriz extracelular que é perdida quando as pilhas são removidas por outros métodos.

As técnicas cardíacas da engenharia do tecido tais como esta podem ser usadas para criar as construções funcionais capazes de restabelecer a estrutura e a função do miocárdio danificado depois do enfarte do miocárdio. O tecido cardíaco projetado, que vem frequentemente sob a forma de uma “correcção de programa”, é implantado directamente no tecido da cicatriz. A intenção é compensar a função reduzida do coração reforçando sua estrutura e impulsionando sua capacidade para bombear o sangue. Esta maneira, pesquisadores espera reduzir a necessidade para transplantações, melhora a recuperação e impede eventos subseqüentes.

Os pesquisadores através do mundo estão desenvolvendo “correcções de programa cardíacas”. Em junho de 2019, a faculdade imperial Londres anunciou a criação das correcções de programa do polegar-tamanho do tecido do coração que começam bater espontâneamente após três dias e começar imitar o tecido maduro do coração dentro de um mês. Estas correcções de programa conduziram com sucesso às melhorias na função do coração que segue um cardíaco de ataque após somente quatro semanas. Importante, os vasos sanguíneos pareceram ter formado após esse tempo dentro da correcção de programa. Os ensaios clínicos são esperados ser guardarados em 2020 ou 2021.

Uma vez que implantadas, as correcções de programa cardíacas podiam fazer mais do que apenas promovem a regeneração cardíaca do tecido. Por exemplo, uma correcção de programa biônico podia entregar os choques elétricos e actuar como um pacemaker. Os cientistas na universidade de Tel Aviv igualmente investigaram sensores eletrônicos de integração na correcção de programa para permitir a monitoração remota da actividade cardíaca.

Embora os pesquisadores não pudessem ainda criar um coração artificial inteiramente de funcionamento, um pulo importante foi feito em 2019. Os pesquisadores da universidade de Tel Aviv revelaram o primeiro coração bioprinted 3D com o tecido humano que inclui câmaras, ventrículos e vasos sanguíneos. Para realizar esta, uma biópsia do tecido adiposo dos pacientes foi tomada para produzir as pilhas exigidas. as correcções de programa cardíacas Paciente-específicas foram produzidas primeiramente, depois do qual o coração inteiro foi feito. Embora o coração seja capaz de contratar, permanece uma maneira longa fora de estar pronto para ensaios clínicos como não pode ainda bombear o sangue e é o tamanho de uma cereja.

3D que bioprinting tem o potencial fornecer um coração ou vasos sanguíneos aos pacientes com necessidade das transplantações. O tecido seria feito de suas próprias pilhas, reduzindo desse modo consideravelmente o risco de rejeção. Apesar de prometer inovações recentes, a tecnologia 3D bioprinting permanece em seu princípio e é pouco susceptível de transformar-se em um futuro próximo uma opção terapêutica viável devido aos cortes de estrada numerosos (técnico e regulador) esses ele actualmente as faces. Isto mudará uma vez que a tecnologia evolui e os corações e as embarcações sem redução podem ser construídos eficientemente e na escala.

Para encontrar mais sobre tecnologias para 3D que bioprinting o tecido cardiovascular, ou no assunto da gestão da doença cardiovascular no conjunto, refere por favor o relatório de IDTechEx: “Doença cardiovascular 2020-2030” disponível no Web site de IDTechEx em www.IDTechEx.com/CVD.

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