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Correio Braziliense

Impressoras 3D começam a ser usadas para criar vasos sanguíneos

Técnica desenvolvida nos Estados Unidos permite personalizar a elasticidade de produtos impressos tridimensionalmente. Segundo os pesquisadores, quando mais apurado, o método poderá ser usado na criação de vasos sanguíneos e até de tecidos humanos


postado em 12/11/2018 08:00

Engenheiros da instituição desenvolveram um método de controle do oxigênio que otimiza a manipulação da rigidez de produtos impressos em três dimensões(foto: Valdo Virgo)
Engenheiros da instituição desenvolveram um método de controle do oxigênio que otimiza a manipulação da rigidez de produtos impressos em três dimensões (foto: Valdo Virgo)
A elasticidade das veias é de vital importância para o funcionamento do corpo humano. Uma artéria que perde essa propriedade pode, por exemplo, levar à má irrigação e a eventuais falhas nos tecidos. Ao tentar criar versões artificiais dessas estruturas, cientistas têm esbarrado na dificuldade em reproduzir essa característica. Uma equipe da Universidade do Colorado, em Boulder, nos Estados Unidos, parece ter vencido alguns obstáculos.

Engenheiros da instituição desenvolveram um método de controle do oxigênio que otimiza a manipulação da rigidez de produtos impressos em três dimensões. Na prática, a nova metodologia tem potencial para viabilizar, nos próximos anos, a bioimpressão de vasos sanguíneos e tecidos. “Uma das maiores dificuldades que encontramos na área de impressão de veias e artérias é a complicada manipulação da elasticidade dos materiais porque ela interfere diretamente na geometria complexa dos vasos”, ressalta Yonghui Ding, estudante de pós-doutorado em engenharia mecânica e líder do estudo.

Ding e a equipe apostaram as fichas na impressão tridimensional por laser. Toda a impressão 3D utiliza algum material como ponto de partida, um substrato, geralmente em estado líquido ou pastoso. Ao longo do processo, a máquina precisa solidificar o conteúdo até criar, camada por camada, o produto desejado. “Para controlar esse processo de solidificação, utilizamos a radiação ultravioleta, que, em alta intensidade, gera maior rigidez nas áreas atingidas, e vice-versa”, detalha o líder da pesquisa.

Ao aumentar a rigidez, porém, a espessura do impresso aumenta, o que pode interferir na organização interna do material. A solução encontrada pela equipe busca controlar a permeabilidade de produtos impressos mexendo na permeabilidade do oxigênio, elemento químico presente ao longo do processo de impressão 3D. “O oxigênio presente no substrato que utilizamos, o hidrogel, atrapalha o controle da rigidez do produto porque ele sempre causa alterações na geometria final. Por isso, controlar o gás durante a solidificação (do substrato) é uma vantagem”, conta Ding.

A equipe utiliza o PDMS, material que absorve o oxigênio e o redistribui de forma controlada. Essa liberação se dá por diferentes materiais sobrepostos ao PDMS que inibem a difusão total do gás. O componente utilizado para controlar essa saída varia conforme o resultado desejado, já que “cada material tem graus de permeação diferentes para o oxigênio”, pontua Ding.

Reprodutibilidade

Manipulando a movimentação do gás e a aplicação da radiação ultravioleta, a equipe americana conseguiu produzir veias com rigidez altamente personalizada. Algumas, por exemplo, com partes extremamente sólidas e outras, bastante suaves. O vaso sanguíneo criado foi colocado in vitro com diferentes conjuntos celulares. “Percebemos que cada célula aderiu a partes diferentes do material impresso, de acordo com a variação da elasticidade”, conta Ding.

Segundo a bióloga geneticista e pós-doutora em biofabricação de tecidos Janaina de Andréa Dernowsek, o resultado obtido pelos pesquisadores demonstra o sucesso da veia produzida. “O fato de as células terem aderido e se multiplicado em áreas variadas mostra a capacidade de reprodutibilidade do ambiente natural a que elas estão acostumadas no organismo humano, ou seja, é um sinal de que a impressão deu certo”, explica.

A especialista lembra, porém, que a área ainda é muito nova e, por isso, não produz tecidos idênticos aos reais. “Ainda não sabemos como criar uma vascularização própria para o impresso. Não é que o tecido produzido seja artificial, ele usa células reais, mas não tem vascularização própria nem inervação. Ou seja, não tem como ele sentir dor, por exemplo”, ilustra.

Incipiente

João Paulo Longo, professor do Departamento de Genética e Morfologia da Universidade de Brasília (UnB), chama a atenção para o caráter incipiente da tecnologia de impressão de órgãos em 3D. “Esse estudo é uma tentativa válida de dar novas abordagens para a área. Não podemos dar um ponto final ou um título de melhor método porque a pesquisa ao redor do mundo está engatinhando. Como o trabalho estadunidense é bem iniciante, daria cerca de cinco a 10 anos para, de fato, sentirmos seus impactos”, estima.

Cardiologista e integrante da Associação Médica de Brasília, Nasser Sarkis indica outros obstáculos que dificultam cogitar uma aplicação clínica do método. “Escâneres que avaliam a elasticidade de vasos sanguíneos e tecidos, como é o caso do estudo estadunidense, têm habilidade suficiente para produzir próteses musculares ou mesmo enxertos de veias e artérias danificadas. Mas não consigo imaginar a impressão de vasos vivos. Isso vai muito além do controle da elasticidade do tecido. Afinal, não é só copiar o tecido original. É necessário dar função e evitar rejeições, que já acontecem em transplantes de órgãos reais”, diz.

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