Cientistas criam vidro bioimpresso que pode ser usado para implantes de cartilagens

[:pb]A bioimpressão 3D é uma espécie de Santo Graal do mundo da impressão 3D. Embora aplicações práticas ainda estejam há alguns anos de distância, vasos sanguíneos implantáveis impressos em 3D, tecido da pele e até mesmo órgãos completos não são mais impossíveis de criar com o advento das impressoras 3D. O desafio, no entanto, está no crescimento de tecidos sustentáveis que possam ser cultivados em ambientes de laboratório e imitar as funções exatas do tecido humano.

Felizmente, uma equipe de pesquisadores do Imperial College London e da Universidade de Milano-Bicocca podem ter encontrado uma maneira de lidar com estes desafios. O experimento das duas equipes, trabalhando em conjunto, conseguiu imprimir com sucesso um novo material de vidro bioimpresso que imita todas as propriedades da cartilagem, e é muito mais fácil de produzir do que as alternativas cultivadas em laboratório.

O desenvolvimento do projeto é significativo porque a cartilagem é um tecido absolutamente essencial que é facilmente danificado, mas não tão fácil de reparar. Enquanto alguns cientistas têm trabalhado em cartilagens implantáveis cultivadas em laboratório, a solução de vidro bioimpresso pode ser uma opção de implantação muito mais simples. Além disso, também pode ser formulado para apresentar diferentes propriedades e pode até estimular o crescimento de células de cartilagem nas articulações humanas.

As estruturas de vidro impressas em 3D consistem de uma mescla de sílica e um polímero chamado policaprolactona. Quando misturados, os materiais dão origem a uma sustância que exibe todas as propriedades encontradas na cartilagem: é forte, flexível, durável e resistente. Mais importante ainda, é biodegradável, biocompatível e apresenta propriedades de auto-cura. É também fácil imprimir em 3D sob a forma de tinta. Conforme explicam os cientistas britânicos, tais propriedades a tornam uma opção perfeita de tratamento para pacientes com discos intervertebrais danificados, por exemplo. Estes discos danificados impedem o movimento e podem causar muita dor.

Professor Julian Jones, um dos desenvolvedores do vidro bioimpresso e membro do Departamento de Materiais do Imperial College de Londres, conta que a solução de impressão 3D tem estado em desenvolvimento há um longo tempo. “O biovidro existe desde a década de 1960, originalmente desenvolvido na época da Guerra do Vietnã para ajudar a curar ossos de veteranos danificados no conflito. Nossa pesquisa mostra que uma nova versão flexível do material pode ser usada como material de cartilagem”, explica ele na página do site da universidade londrina. “Os pacientes atestam prontamente a perda de mobilidade associada à cartilagem degradada e as tentativas de aliviar a dor eram por vezes excruciantes. Ainda temos um longo caminho a percorrer antes que a tecnologia chegue até os pacientes, mas fizemos alguns avanços importantes na direção certa para levar a tecnologia para o mercado”.

Várias aplicações do vidro estão sendo exploradas atualmente, com a ajuda do financiamento do Engineering and Physical Sciences Research Council. Em particular, os pesquisadores visam criar testes de laboratório, desenvolver métodos cirúrgicos para trabalhar com os implantes e estão em conversações com parceiros industriais. “Esta nova formulação e método de fabrico permitirá que Julian e sua equipe desenvolvam a próxima geração de biomateriais. Hoje, as articulações artificiais com melhor desempenho são mais do que mil vezes mais rígidas do que a cartilagem normal. Enquanto eles trabalham muito bem, a promessa de uma nova classe de material que é próxima do tecido humano e pode ser impresso em 3D é realmente fascinante”, disse o professor Justin Cobb, que é co-líder da pesquisa. “Usando a plataforma de tecnologia de Julian, podemos ser capazes de restaurar a flexibilidade e o conforto para articulações rígidas e espinais sem o uso de metal duro e todos os seus problemas associados”.

A professora Laura Cipolla, da Universidade de Milano-Bicocca, também é otimista sobre as propriedades biológicas do material. “Com base em nossa experiência na modificação química de materiais bio e nanoestruturados, proteínas e hidratos de carbono, desenvolvemos uma nova abordagem química, a fim de forçar o componente orgânico policaprolactona a se unir de uma forma estável com a sílica, um componente inorgânico”, explica a professora.

Atualmente, a equipe tem pesquisado várias aplicações. Implantes sintéticos de discos de cartilagem de vidro impresso figuram no topo da lista, e podem se tornar uma alternativa muito útil para os dispositivos de metal e plástico usados atualmente. Outra opção seria a criação da substituição da cartilagem articular de joelhos e braços. Eles também pesquisam suportes impressos em 3D que possam ser implantados nas articulações e incentivar o crescimento das células no corpo. Na medida em que o vidro é bioegradável, esses suportes poderiam simplesmente degradar ao longo do tempo e deixar a nova cartilagem em seu lugar.

A inovação tem o potencial de dar um enorme impulso aos esforços na área de bioimpressão 3D. Infelizmente, vai demorar algum tempo até que outros estudos possam se beneficiar do vidro bioimpresso, já que a equipe de pesquisa prevê que pode levar até dez anos até que as soluções cheguem ao mercado. No entanto, os pesquisadores estão confiantes sobre as chances da inovação e já a patentearam junto ao parceiro de comercialização de tecnologia junto ao Imperial College de Londres.

Fonte: 3ders.org

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