Cientistas do Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM) desenvolveram um método para bioimprimir um tipo de cartilagem que poderia algum dia ajudar a restaurar a função do joelho danificada por artrite ou lesão.

Esta cartilagem, conhecido como fibrocartilagem, ajuda a conectar tendões, ligamentos ou ossos e é encontrada principalmente no menisco do joelho. O menisco é o difícil, cartilagem de borracha que atua como um amortecedor na articulação do joelho. A degeneração do tecido meniscal afeta milhões de pacientes e a meniscectomia parcial artroscópica é uma das operações ortopédicas mais comumente realizadas. Além da cirurgia, há uma falta de opções de tratamento disponíveis.

Nesta mais recente estratégia de prova de conceito, os cientistas conseguiram biimprimir em 3-D uma construção de tecido híbrido para regeneração da cartilagem, imprimindo dois bioinks especializados - hidrogéis que contêm as células - juntos para criar uma nova formulação que fornece um microambiente compatível com as células e integridade estrutural. Este trabalho é feito com o Sistema Integrado de Impressão de Tecido e Órgãos, uma bioprinter 3-D que foi desenvolvida por pesquisadores do WFIRM ao longo de um período de 14 anos. O sistema deposita ambos biodegradáveis, materiais semelhantes ao plástico para formar a "forma" do tecido e bioinks que contêm as células para construir novos tecidos e órgãos.

"Neste estudo, fomos capazes de produzir uma construção híbrida altamente elástica para regeneração fibrocartilaginosa avançada, "disse Sang Jin Lee, Ph.D, professor associado da WFIRM e autor do artigo publicado recentemente pela Química de Materiais Diário. "Os resultados demonstram que esta construção bioimpressa oferece uma alternativa versátil e promissora para a produção desse tipo de tecido."

Para o estudo, Lee e a equipe de pesquisa do WFIRM testaram várias formulações e mediram a resposta às forças ou tensões aplicadas, a taxa de dilatação e a resistência e flexibilidade do material. Um forneceu o microambiente celular adequado para manter as células e ajudá-las a crescer, enquanto o outro bioink ofereceu excelente comportamento biomecânico e integridade estrutural. A fórmula final dos dois bioinks usados ​​foi impressa em conjunto, camada por camada, para criar um padrão semelhante a uma malha. Os construtos foram implantados em um modelo animal pequeno para observação por 10 semanas e avaliados em períodos de tempo intermitentes, mostrando a função adequada.

"Um estudo pré-clínico maior será necessário para examinar mais detalhadamente a resposta do corpo e a recuperação funcional da articulação com o uso deste tratamento de medicina regenerativa, "disse James Yoo, MD, Ph.D., professor do WFIRM.

"Temos uma grande necessidade de tratamentos e terapias eficazes para ajudar os pacientes a lidar com problemas articulares degenerativos, especialmente o joelho, "disse Anthony Atala, MD, diretor do WFIRM. "Este estudo de prova de conceito ajuda a apontar nosso trabalho na direção certa para um dia ser capaz de projetar este tecido crucial que é tão importante para os pacientes."