Bioimpressão de camada da córnea utilizando biotintas à base de colágeno, agarose e ceratócitos

Atualizado: 12 de Set de 2019

O transplante de córnea é o tratamento de escolha para pacientes com doenças corneanas avançadas. No entanto, o resultado pode ser afetado pela rejeição do enxerto, altos custos associados, perícia cirúrgica e, mais importante, a escassez global de doadores. Nos últimos anos, a bioimpressão surgiu como um método alternativo para produzir equivalentes de tecidos usando células autólogas com arquitetura nativa semelhante a do tecido.


Neste estudo, pesquisadores da Alemanha, Canadá e Singapura usaram uma estratégia de bioimpressão inkjet (gotejamento) para a criação de modelos 3D do estroma corneano.



Os ceratócitos estromais da córnea (CSK) foram bioimpressos em biotintas à base de colágeno como modelos biomiméticos tridimensionais e o resultado geométrico, assim como a funcionalidade foram avaliados após cultura in vitro. Os pesquisadores evidenciaram que o método de bioimpressão foi viável para produzir equivalentes estromais translúcidos da córnea com propriedades ópticas semelhantes ao tecido estromal da córnea nativa, provado por tomografia de coerência óptica (OCT) - é um método de exame não-invasivo que permite a avaliação de detalhes microscópicos da câmara anterior do globo ocular.


Além disso, os ceratócitos do estroma corneano bioimpressos estavam viáveis ​​após o processo de bioimpressão, e mantiveram seus fenótipos de ceratócitos nativos após sete dias de cultura in vitro, como demonstrado por imunocitoquímica (imagem abaixo).


A metodologia do estudo está demonstrada na imagem abaixo, e apresenta um planejamento interessante para a aplicação desejada, que é produzir modelos 3D de estroma corneano 3D.


Fonte: Autoria própria. Janaina Dernowsek

Imagens do modelo 3D, resultados da viscosidade da biotinta e a viabilidade celular dos ceratócitos estão apresentados nas figuras abaixo.



Estudos anteriores sobre engenharia de tecidos da córnea por bioimpressão utilizaram técnicas de fabricação baseadas em laser ou microextrusão.

As principais desvantagens das estratégias de bioimpressão mencionadas acima foram as propriedades ópticas insatisfatórias, geometrias imprecisas das construções e baixa viabilidade celular.

Como limitação do estudo, ainda não foi possível verificar a integração dos modelos estromais da córnea in vivo, para examinar com mais detalhes a imigração dos ceratócitos da residentes e a epitelização da matriz pelas células nativas. Experimentos usando diferentes modelos in vivo estão sendo planejados. Além disso, uma diferença discrepante foi observada em relação às propriedades mecânicas da biotinta selecionada para esta aplicação e para o tecido nativo.


O estroma corneano tem uma microestrutura complexa única. Ao contrário dos feixes de fibras de colágeno I organizados ortogonalmente no estroma médio e posterior, as lamelas de colágeno no estroma anterior são onduladas e entrelaçadas. Isso leva a uma maior estabilidade biomecânica no estroma anterior, mas também causa maior dispersão de luz do que o estroma médio e posterior. Assim, futuros estudos se concentrarão em melhorar as propriedades mecânicas dessas construções, por exemplo, combinando os espécimes com fibras têxteis reforçadas ou alinhando as fibras de colágeno, para mimetizar a histoarquitetura do tecido nativo. Além disso, a transparência das construções pode ser ainda melhorada pelo alinhamento ortogonal das fibras de colágeno.


Os modelos de córnea humana 3D bioimpressos propostos pelo estudo podem oferecer uso clínico para pacientes com doenças estromais da córnea e também representam um valioso modelo experimental.

Como citar essa matéria:

DERNOWSEK, JA. Bioimpressão de camada da córnea utilizando biotintas à base de colágeno, agarose e ceratócitos". Blog BioEdTech. São Paulo, 02 maio 2019. Disponível em: <https://www.bioedtech.online/blog/bioimpressão-cornea> Acesso em: 02 mai. 2019.



Principal referência utilizada na matéria:

Corneal bioprinting utilizing collagen‐based bioinks and primary human keratocytes





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