Uma equipe liderada pela UCLA Samueli desenvolveu uma impressora 3-D especialmente adaptada para construir biomateriais terapêuticos a partir de vários materiais. O avanço pode ser um passo em direção à impressão sob demanda de tecidos artificiais complexos para uso em transplantes e outras cirurgias.

"Os tecidos são estruturas maravilhosamente complexas, então, para projetar versões artificiais deles que funcionem corretamente, temos que recriar sua complexidade, "disse Ali Khademhosseini, que liderou o estudo e é Levi James Knight da UCLA, Jr., Professor de Engenharia na Escola de Engenharia da UCLA Samueli. "Nossa nova abordagem oferece uma maneira de construir estruturas biocompatíveis complexas feitas de diferentes materiais."

O estudo foi publicado em Materiais avançados .

A técnica usa um processo baseado em luz chamado estereolitografia, e tira proveito de uma impressora 3D personalizada projetada por Khademhosseini que possui dois componentes principais. O primeiro é um chip microfluídico personalizado - um pequeno, plataforma plana semelhante em tamanho a um chip de computador - com várias entradas em que cada uma "imprime" um material diferente. O outro componente é um microespelho digital, uma matriz de mais de um milhão de pequenos espelhos que se movem independentemente.

Os pesquisadores usaram diferentes tipos de hidrogéis - materiais que, depois de passar pela impressora, formar andaimes para o crescimento do tecido. Os micro-espelhos direcionam a luz para a superfície de impressão, e as áreas iluminadas indicam o contorno do objeto 3-D que está sendo impresso. A luz também ativa ligações moleculares para se formar nos materiais, o que faz com que os géis se tornem um material sólido. Conforme o objeto 3-D é impresso, a matriz de espelho muda o padrão de luz para indicar a forma de cada nova camada.

O processo é o primeiro a usar vários materiais para bioimpressão estereolitográfica automatizada - um avanço em relação à bioimpressão estereolitográfica convencional, que usa apenas um tipo de material. Embora o dispositivo de demonstração usasse quatro tipos de bio-tintas, os autores do estudo escrevem que o processo pode acomodar quantas tintas forem necessárias.

Os pesquisadores primeiro usaram o processo para criar formas simples, como pirâmides. Então, eles fizeram estruturas 3-D complexas que imitavam partes do tecido muscular e tecidos conjuntivos músculo-esqueléticos. Eles também imprimiram formas que imitam tumores com redes de vasos sanguíneos, que podem ser usados ​​como modelos biológicos para estudar cânceres. Eles testaram as estruturas impressas implantando-as em ratos. As estruturas não foram rejeitadas.