O estudante de pós-graduação da Rice University, Sean Bittner, segura uma amostra de um andaime impresso em 3D que pode algum dia ajudar a curar lesões osteocondrais do tipo freqüentemente sofrido por atletas. O material imita a estrutura gradiente da cartilagem ao osso encontrada no final dos ossos longos. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
Os biocientistas estão se aproximando dos tecidos artificiais impressos em 3D para ajudar a curar ossos e cartilagens normalmente danificados em lesões esportivas nos joelhos. tornozelos e cotovelos.
Cientistas da Rice University e da University of Maryland relataram seu primeiro sucesso na engenharia de andaimes que replicam as características físicas do tecido osteocondral - basicamente, osso duro sob uma camada compressível de cartilagem que aparece como a superfície lisa nas extremidades dos ossos longos.
Lesões nesses ossos, de pequenas rachaduras a pedaços que se quebram, pode ser doloroso e muitas vezes interrompe a carreira dos atletas em suas trilhas. Lesões osteocondrais também podem causar artrite incapacitante.
A natureza do gradiente da cartilagem em osso e sua porosidade dificultaram a reprodução em laboratório, mas os cientistas do Rice liderados pelo bioengenheiro Antonios Mikos e o estudante de graduação Sean Bittner usaram a impressão 3-D para fabricar o que acreditam ser um material adequado para implantação.
Seus resultados são relatados em Acta Biomaterialia .
"Os atletas são desproporcionalmente afetados por essas lesões, mas podem afetar a todos, "disse Bittner, um estudante de graduação em bioengenharia do terceiro ano na Rice, bolsista da National Science Foundation e principal autor do artigo. "Acho que esta será uma ferramenta poderosa para ajudar as pessoas com lesões esportivas comuns."
O aluno de pós-graduação da Rice University, Sean Bittner, segura um andaime impresso em 3D criado para ajudar a curar lesões osteocondrais. O estudo inicial é uma prova de conceito para ver se as estruturas impressas podem imitar a transição gradual de suave, cartilagem compressível para osso duro no final dos ossos longos. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
A chave é simular o tecido que muda gradualmente da cartilagem (tecido condral) na superfície para o osso (osteo) por baixo. O Laboratório de Biomateriais da Rice imprimiu um andaime com misturas personalizadas de um polímero para o primeiro e uma cerâmica para o último com poros embutidos que permitiriam que as próprias células e vasos sanguíneos do paciente infiltrassem o implante, eventualmente permitindo que ele se torne parte do osso natural e da cartilagem.
"Em geral, a composição será a mesma de paciente para paciente, "Bittner disse." Há porosidade incluída para que a vasculatura possa crescer a partir do osso nativo. Não temos que fabricar os vasos sanguíneos nós mesmos. "
O aluno de pós-graduação da Rice University, Sean Bittner, segura um andaime impresso em 3D criado para ajudar a curar lesões osteocondrais. O estudo inicial é uma prova de conceito para ver se as estruturas impressas podem imitar a transição gradual de suave, cartilagem compressível para osso duro no final dos ossos longos. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
O futuro do projeto envolverá descobrir como imprimir um implante osteocondral que se adapte perfeitamente ao paciente e permita que o implante poroso cresça e se una ao osso e à cartilagem.
Mikos disse que a colaboração é um grande sucesso inicial para o Centro de Tecidos Complexos de Engenharia (CECT), um centro do National Institutes of Health em Maryland, Rice e a Wake Forest School of Medicine desenvolvem ferramentas de bioimpressão para abordar questões científicas básicas e traduzir novos conhecimentos em prática clínica.
"Nesse contexto, o que fizemos aqui é impactante e pode levar a novas soluções de medicina regenerativa, "Disse Mikos.
