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Uma nova tecnologia para imprimir os tecidos 3D directamente no corpo

Na série de televisão Westworld, as partes do corpo humanas são construídas em quadros robóticos usando as impressoras 3D. Quando ainda longe desta encenação, as impressoras 3D forem usadas cada vez mais na medicina. Por exemplo, a impressão 3D pode ser usada para produzir partes do corpo tais como junções ortopédicas e próteses, assim como parcelas de osso, de pele e de vasos sanguíneos. Contudo, a maioria destes tecidos é criada em um instrumento fora do corpo e implantada cirùrgica. Tal procedimento pode envolver fazer as grandes incisão cirúrgicas, levantando o risco adicionado de infecção e aumentou o tempo de recuperação para o paciente. E desde que há um lapso de tempo entre quando o tecido é criado e quando está implantado no paciente, umas complicações mais adicionais podem ocorrer. Para impedir estas complicações, uma equipe dos cientistas desenvolveu uma tecnologia para imprimir tecidos directamente no corpo.

Há dois componentes básicos necessários para produzir um tecido projetado: (1) fluido-como a “bio-tinta” que consiste em um misturado material da estrutura com pilhas vivas, e (2) os factores de crescimento para ajudar as pilhas a crescer e tornar-se o tecido regenerado. Ao desenvolver tecidos para a implantação directa no corpo, há outras coisas a considerar: a construção do tecido teria que ser conduzida na temperatura corporal (37°C), o tecido precisam de ser anexados eficazmente ao delicado, tecido vivo do órgão e nenhuma etapas processual não devem ser prejudicial ao paciente. Uma tal etapa prejudicial em métodos actuais é a aplicação da luz UV prejudicial necessária solidificar o tecido construído.

Uma colaboração entre Ali Khademhosseini, Ph.D., director e CEO do instituto de Terasaki, David J Hoelzle, Ph.D., do departamento de universidade estadual do ohio da engenharia mecânica e aeroespacial e do Amir Sheikhi, Ph.D. do departamento de universidade estadual de Pensilvânia da engenharia química, produziu uma bio-tinta especial-formulada projetada imprimindo directamente no corpo.

“Esta formulação da bio-tinta é 3D imprimível na temperatura fisiológico, e pode ser ligada com segurança usando a luz visível dentro do corpo.” primeiro autor Ali dito Asghari Adib, Ph.D. a fim construir o tecido, usaram a impressão 3D robótico, que usa a maquinaria robótico afixada com um bocal. a Bio-tinta pode ser dispensada através do bocal, bem como uma câmara de ar da crosta de gelo espreme para fora a escrita do gel, somente em uma maneira alto-precisa, programável.

A equipe igualmente trabalhou em métodos para anexar partes do tecido formado com esta bio-tinta em superfícies macias. Nas experiências que tentam anexar o tecido em partes de tiras e de agarose crus da galinha, a equipe empregou uma técnica original do bloqueio usando a impressora 3D robótico e sua bio-tinta especial-formulada. A ponta de bocal foi alterada para poder penetrar as superfícies macias e encher o espaço puncionado com a bio-tinta enquanto se retirou; isto criou uma âncora para a construção do tecido. Enquanto a ponta de bocal alcançou a superfície, dispensou uma gota adicional da bio-tinta “para travar” na âncora.

O mecanismo de bloqueio permite uns acessórios mais fortes dos andaimes à carcaça macia do tecido dentro do corpo paciente.”

Asghari Adib, primeiro autor

Tais melhorias na engenharia do tecido são instrumentais em fornecer o baixo-risco, opções laparoscopic mínimo-invasoras para procedimentos tais como o reparo de defeitos do tecido ou do órgão, projetar/implantando correcções de programa para aumentar a função ovariana, ou criando malhas biofuncionais do reparo da hérnia. Tais opções seriam mais seguras para o paciente, ganham o tempo e sejam mais eficazes na redução de custos. Umas alterações mais adicionais no projecto de engenharia do tecido e no ajuste de outras circunstâncias podem aumentar o potencial para a personalização, assim conduzindo a maneira às possibilidades ilimitadas para aumentar a saúde paciente.

“Desenvolver os tecidos personalizados que podem endereçar os vários ferimentos e doenças é muito importante para o futuro da medicina. O trabalho apresentado aqui endereça um desafio importante em fazer estes tecidos, enquanto nos permite de entregar as pilhas e os materiais direitos directamente ao defeito na sala de operações,” disse Khademhosseini, “este trabalho synergizes com nossa plataforma personalizada da tecnologia do implante no instituto de Terasaki que os alvos para desenvolver as aproximações que endereçam a variabilidade no tecido defects nos pacientes.”

Source:
Journal reference:

Adib, A.A., et al. (2020) Direct-write 3D printing and characterization of a GelMA-based biomaterial for intracorporeal tissue engineering. Biofabrication. doi.org/10.1088/1758-5090/ab97a1.