A cientista pesquisadora da Rice University, Maryam Elizondo, segura uma estrutura impressa em 3D com ranhuras para a deposição de células vivas para implantação. O andaime facilita o crescimento de novos tecidos à medida que se degrada. Ao proteger as células em ranhuras ao longo das linhas impressas, Os pesquisadores do arroz projetaram o andaime para permitir diferentes camadas de tipos de tecido dentro de um andaime. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
Quem disse que os bioengenheiros não conseguem se encaixar? A equipe da Rice University liderada por Antonios Mikos diz o contrário com seu desenvolvimento de um método sofisticado para semear, Andaimes de engenharia de tecidos impressos em 3-D com células vivas para ajudar a curar ferimentos.
Os pesquisadores estão literalmente entalhando ranhuras em fios de plástico usados para construir os andaimes. As ranhuras são então semeadas com células ou outros agentes bioativos que estimulam o crescimento de novos tecidos.
A estratégia protege as células das tensões de calor e cisalhamento que provavelmente as matariam em outros processos de fabricação de andaimes. Ele também fornece uma maneira de colocar células em camadas que, em última análise, se tornam diferentes tipos de tecido, como osso e cartilagem, em uma plataforma mecanicamente estável.
A beleza disso é que a impressora 3-D corta as ranhuras em um termoplástico, insere as células na temperatura adequada e cria um implante tridimensional, com base em imagens médicas, em um único processo.
A pesquisa é o tema de um artigo em Biimpressão .
Ao contrário dos suportes de hidrogel de suporte celular em desenvolvimento em Rice e em outros lugares, este processo cria implantes rígidos que seriam inseridos cirurgicamente para curar o osso, cartilagem ou músculo, Disse Mikos. Como os hidrogéis, os implantes biocompatíveis se degradariam com o tempo e deixariam apenas tecido natural.
Uma imagem microCT mostra uma rosca ranhurada que contém o bioink de baixa viscosidade. Eles fazem parte de uma estrutura impressa em 3D desenvolvida na Rice University para facilitar o crescimento de novos tecidos como ossos e cartilagens. Os andaimes se degradam com o tempo para deixar camadas de tecidos naturais no lugar. Crédito:Laboratório de Biomateriais de Arroz
"A principal inovação aqui é a nossa capacidade de carregar espacialmente um andaime que é impresso em 3D com diferentes populações de células e com diferentes moléculas bioativas, "Disse Mikos.
Até agora, Os andaimes impressos em 3-D foram geralmente semeados com distribuições uniformes de células, ele disse. "Se quiséssemos diferentes populações de células em diferentes pontos do arcabouço, não poderíamos fazer isso. Agora podemos. "
A cientista pesquisadora da Rice University, Maryam Elizondo, mantém um bioscaffold gravado em 3D para células vivas para implantação futura. O andaime estimula o crescimento de tecidos em camadas à medida que se degrada. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
"As fibras são cilindros que gravamos com uma agulha para dar uma ranhura durante a impressão, "disse a cientista pesquisadora do Rice, Maryam Elizondo, co-autor principal do artigo com o ex-aluno Luis Diaz-Gomez. Uma vez que a ranhura é definida e resfriada apenas o suficiente, a impressora então deposita uma tinta com infusão de células. "Fazemos isso para cada fibra de cada camada do andaime."
Elizondo comparou os fios ranhurados, que têm cerca de 800 mícrons de largura, às cascas de taco que mantêm o conteúdo dentro sem derramar; aqui, a adição de ranhuras e reticuladores ativados por ultravioleta mantém a tinta da célula dentro. Ela disse que leva cerca de meia hora para imprimir completamente um implante do tamanho de uma unha.
Uma imagem microCT mostra um suporte impresso em 3D com ranhuras claras destinadas à deposição de células vivas. As linhas ranhuradas retêm a tinta depositada durante o processo de impressão. Os andaimes podem ser feitos em qualquer formato, com base em imagens médicas, para preencher o local de uma ferida. Crédito:Laboratório de Biomateriais de Arroz
Mikos disse que o andaime não se limita às células. “Também podemos carregar diferentes fatores de crescimento em diferentes níveis, "disse ele." Temperaturas muito altas iriam desativá-los, mas aqui podemos depositar micropartículas carregadas com fator de crescimento dentro das ranhuras à medida que esfriam. Isso preservaria a bioatividade da molécula.
"Este é um grande sucesso para o Centro de Tecidos Complexos de Engenharia, "ele disse sobre a multiuniversidade colaborativa que ajudou a criar." Esse era o objetivo quando construímos o centro:desenvolver materiais avançados com propriedades exclusivas que podem ser usados para aplicações de engenharia de tecidos que atendem às necessidades clínicas não atendidas. E este é um exemplo perfeito. "
