Os engenheiros de tecidos criam órgãos e tecidos artificiais que podem ser usados ​​para desenvolver e testar novos medicamentos, reparar tecidos danificados e até substituir órgãos inteiros do corpo humano. Contudo, Os métodos de fabricação atuais limitam sua capacidade de produzir formas de forma livre e alcançar alta viabilidade celular.

Pesquisadores do Laboratório de Dispositivos Fotônicos Aplicados (LAPD), na Escola de Engenharia da EPFL, trabalhando com colegas da Universidade de Utrecht, desenvolveram uma técnica óptica que leva apenas alguns segundos para esculpir formas complexas de tecido em um hidrogel biocompatível contendo células-tronco. O tecido resultante pode então ser vascularizado pela adição de células endoteliais.

A equipe descreve este método de impressão de alta resolução em um artigo publicado em Materiais avançados . A técnica mudará a forma como os especialistas em engenharia celular trabalham, permitindo que eles criem uma nova geração de produtos personalizados, órgãos bioprinted funcionais.

Impressão de um fêmur ou menisco

A técnica é chamada de bioimpressão volumétrica. Para criar tecido, os pesquisadores projetam um laser em um tubo giratório cheio de um hidrogel carregado com células-tronco. Eles moldam o tecido concentrando a energia da luz em locais específicos, que então se solidificam. Depois de apenas alguns segundos, uma forma 3D complexa aparece, suspenso no gel. As células-tronco do hidrogel não são afetadas por esse processo. Os pesquisadores então introduzem células endoteliais para vascularizar o tecido.

Os pesquisadores mostraram que é possível criar uma construção de tecido medindo vários centímetros, que é um tamanho clinicamente útil. Exemplos de seu trabalho incluem uma válvula semelhante a uma válvula cardíaca, um menisco e uma parte de forma complexa do fémur. Eles também foram capazes de construir estruturas interligadas.

"Ao contrário da bioimpressão convencional - uma lenta, processo camada por camada - nossa técnica é rápida e oferece maior liberdade de design sem comprometer a viabilidade das células, "diz Damien Loterie, pesquisador do LAPD e um dos co-autores do estudo.

Replicando o corpo humano

O trabalho dos pesquisadores é uma verdadeira virada de jogo. "As características do tecido humano dependem em grande medida de uma estrutura extracelular altamente sofisticada, e a capacidade de replicar essa complexidade pode levar a uma série de aplicações clínicas reais, "diz Paul Delrot, outro co-autor. Usando esta técnica, os laboratórios poderiam produzir tecidos ou órgãos artificiais em massa a uma velocidade sem precedentes. Esse tipo de replicabilidade é essencial quando se trata de testar novos medicamentos in vitro, e poderia ajudar a evitar a necessidade de testes em animais - uma clara vantagem ética, bem como uma forma de reduzir custos.

"Este é apenas o começo. Acreditamos que nosso método é inerentemente escalonável para a fabricação em massa e pode ser usado para produzir uma ampla gama de modelos de tecido celular, para não mencionar dispositivos médicos e implantes personalizados, "diz Christophe Moser, o chefe do LAPD.

Os pesquisadores planejam comercializar sua técnica inovadora por meio de um spin-off.