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Bioimpressão de componentes do coração utilizando o método FRESH

Uma importante pesquisa realizada por um grupo de pesquisadores da Universidade de Carnegie Mellon traz resultados promissores, principalmente com relação a resolução de impressão do colágeno, utilizando o método FRESH - Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels.


A bioimpressão em 3D ainda é uma técnica relativamente nova, limitada em termos de resolução e pelos materiais que podem ser impressos. A gelificação ou estruturação do colágeno foi controlada pela modulação do pH e pode fornecer resolução de até 10 micrômetros na impressão. As células podem ser incorporadas no colágeno ou os poros podem ser introduzidos no suporte através da incorporação de esferas de gelatina. Os autores do trabalho publicado da Science demonstraram a impressão 3D bem sucedida de cinco componentes do coração humano, cobrindo o capilar até a escala de órgão completo.




O colágeno é o principal componente da matriz extracelular no corpo humano. Até então, era um desafio fabricar estruturas de colágeno capazes de replicar a estrutura e função dos tecidos em microescala. O grupo de pesquisadores utilizou o método FRESH de bioimpressão para projetar componentes do coração humano em várias escalas, desde capilares até o órgão completo. O controle da gelificação estimulada por pH fornece resolução de 20 micrômetros de filamento, uma microestrutura porosa que permite rápida infiltração celular e microvascularização, além de resistência mecânica para fabricação e perfusão de vasos sanguíneos e válvulas com três folhetos. Os pesquisadores concluíram que os corações bioimpressos com o método FRESH reproduzem com precisão a estrutura anatômica específica do paciente, conforme determinado pela tomografia computadorizada. Os ventrículos cardíacos impressos com cardiomiócitos humanos mostraram contrações sincronizadas, propagação do potencial de ação direcional e espessamento da parede de até 14% durante pico de sístole. No entanto, nenhuma outra análise estrutural ou funcional foi realizada.



O grupo usou o coração humano como prova de conceito, e a impressão FRESH v2.0 de colágeno é uma plataforma que pode construir scaffolds de tecido avançados para uma ampla gama de sistemas de órgãos.




Ainda há muitos desafios a serem superados, como a geração de bilhões de células (escalabilidade) necessárias para bioimpressão de grandes tecidos em 3D, a obtenção de escala de fabricação e a criação de um processo de regulamentação para tradução clínica, entre outros. Embora a tecnologia de bioimpressão 3D de um órgão totalmente funcional ainda esteja longe de ser alcançada, agora temos a capacidade de construir algumas geometrias que conseguem mimetizar as propriedades estruturais, mecânicas e biológicas dos tecidos nativos.


Artigo original e usado para a matéria: 3D bioprinting of collagen to rebuild components of the human heart. A. Lee, A. R. Hudson, D. J. Shiwarski, J. W. Tashman, T. J. Hinton, S. Yerneni, J. M. Bliley, P. G. Campbell, A. W. Feinberg.


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