Uma equipe de pesquisadores da Texas A&M University desenvolveu uma maneira inovadora de imprimir terapias em 3-D para medicina regenerativa.

A bioimpressão 3-D está emergindo como um método promissor para fabricar rapidamente construções contendo células para projetar novos, saudável, tecidos funcionais. Contudo, um dos maiores desafios da bioimpressão 3-D é a falta de controle sobre as funções celulares. Fatores de crescimento, que são uma classe especial de proteínas, pode direcionar o destino e as funções celulares. Contudo, esses fatores de crescimento não podem ser facilmente incorporados em uma estrutura impressa em 3D por um período prolongado.

Em um estudo recente realizado na Texas A&M, pesquisadores do laboratório do Dr. Akhilesh K Gaharwar no Departamento de Engenharia Biomédica formularam um bioink que consiste em nanopartículas minerais 2-D para sequestrar e imprimir 3-D terapêuticas em locais precisos. Suas descobertas foram publicadas em Materiais Avançados de Saúde .

A equipe projetou uma nova classe de bioinks de hidrogel - estruturas 3-D que podem absorver e reter quantidades consideráveis ​​de água - carregados com proteínas terapêuticas. Este bioink é feito de um polímero inerte, polietilenoglicol (PEG), e é vantajoso para a engenharia de tecidos porque não provoca o sistema imunológico. Contudo, devido à baixa viscosidade da solução de polímero PEG, é difícil imprimir em 3D esse tipo de polímero. Para superar essa limitação, a equipe descobriu que combinar polímeros de PEG com nanopartículas leva a uma classe interessante de hidrogéis bioink que podem suportar o crescimento celular e podem ter capacidade de impressão aprimorada em comparação com os próprios hidrogéis de polímero.

Esta nova tecnologia, baseado em uma plataforma de nanoargila desenvolvida por Gaharwar, professor assistente, pode ser usado para a deposição precisa de proteínas terapêuticas. Esta formulação de bioink tem propriedades únicas de cisalhamento que permitem que o material seja injetado, pare rapidamente de fluir e cure para ficar no lugar, o que é altamente desejável para aplicações de bioimpressão 3-D.

"Esta formulação usando sequestradores de nanoargila o terapêutico de interesse para o aumento da atividade e proliferação celular, "disse o Dr. Charles W. Peak, autor sênior do estudo. "Além disso, a entrega prolongada do terapêutico bioativo pode melhorar a migração celular dentro dos andaimes impressos em 3-D e pode ajudar na rápida vascularização dos andaimes. "

Gaharwar disse que a entrega prolongada do medicamento também pode reduzir os custos gerais, diminuindo a concentração terapêutica, bem como minimizando os efeitos colaterais negativos associados às doses suprafisiológicas.

"Geral, este estudo fornece uma prova de princípio para imprimir proteínas terapêuticas em 3-D que podem ser usadas para controlar e dirigir as funções celulares, " ele disse.