Uma vítima de trauma é levada para uma sala de emergência, sua coxa endurecida com bandagens encharcadas de sangue.

Os médicos trabalham rapidamente para avaliar a ferida, uma grande laceração profunda; numerosos pontos de punção; falta de carne; osso quebrado. Definitivamente uma mordida, muito provavelmente de um tubarão, conforme relatado pelos paramédicos que transportaram o jovem surfista da praia.

Uma enfermeira responde com um scanner especializado, projetado para mapear a ferida, gerando modelos digitais do músculo ausente, osso, capilares, tendões e pele. Ela encaminha os exames para o laboratório de bioimpressão 3D do hospital e - enquanto o surfista se prepara para a cirurgia - um técnico gera o tecido que será usado para fechar a ferida.

Embora a ficção científica hoje, Pesquisadores da Universidade de Nebraska-Lincoln, incluindo Ali Tamayol e Prahalada Rao, estão se esforçando para tornar esse cenário uma realidade.

"Hoje, se você perder uma perna, quebrar um joelho ou quebrar um osso, podemos imprimir implantes de reposição personalizados, "disse Rao, professor assistente de engenharia mecânica e de materiais. "Mas, substituir o tecido funcional em torno dessas estruturas ainda é algo que só acontece em Star Trek.

"Acho que é um processo alcançável. Só vai levar tempo."

Rao e Tamayol estão abordando o problema de ângulos diferentes.

Rao, um recente vencedor do prêmio CAREER da National Science Foundation, está trabalhando para aperfeiçoar o processo de impressão 3-D. Ele está focado na criação de novos métodos de impressão 3-D que geram peças perfeitas - de joelheiras de reposição a turbinas de avião - o tempo todo.

Tamayol, professor assistente de engenharia mecânica e de materiais, está pesquisando maneiras de criar bio-tintas - misturas impressas em 3D de células e gel que podem ser usadas para criar implantes de tecido regenerativos.

Trabalhando com pesquisadores do MIT e do Massachusetts General Hospital, Tamayol fazia parte de uma equipe que recentemente mostrou como a bio-tinta infundida com plasma rico em plaquetas pode acelerar a cicatrização de pequenos arranhões.

"O objetivo final é gerar tecido funcional que possa ser implantado para substituir ou reparar tecidos danificados, "disse Tamayol." Embora tenhamos mostrado algum progresso, ainda enfrentamos uma série de obstáculos biológicos no campo da engenharia de tecidos. "

Muitos obstáculos se concentram na criação de funções necessárias dentro do próprio tecido - desde o estabelecimento do fluxo de oxigênio e nutrientes por meio de capilares microscópicos até a ligação de nervos que permitem que as fibras musculares respondam. Mais, a criação do tecido de substituição deve ser concluída rapidamente, pois ele morre em menos de 30 minutos, a menos que o fluxo sanguíneo seja estabelecido.

E, embora seu trabalho possa levar a processos que podem criar tecidos de reposição de forma rápida e confiável, permanece a questão da rejeição por parte do corpo.

"O desenvolvimento de técnicas para interromper a resposta imunológica a um novo material biológico introduzido no corpo é fundamental à medida que avançamos, "Tamayol disse." Nós também precisamos examinar os fatores biológicos que podem envolver as células do corpo do hospedeiro para regenerar o tecido. "

Uma possível solução para reduzir a resposta imunológica é misturar as células e plaquetas do próprio paciente em bio-tintas - um processo que se mostrou promissor no estudo recente de Tamayol.

Com base no ritmo de avanço da indústria, Tamayol e Rao estimam que os tecidos de substituição projetados se tornarão uma realidade na próxima década.

A pesquisa conduzida por Husker em impressão 3-D é apoiada pela Nebraska Engineering Additive Technology, ou NEAT, Labs. O espaço, localizado no Scott Engineering Center, apresenta quatro impressoras de última geração que podem adicionar ou subtrair uma variedade de materiais. A Nebraska Engineering também tem uma bioimpressora de última geração, com uma segunda entrando em operação ainda este ano.

"Dez anos atrás, não havia como imprimir um motor. Ano passado, A Space X lançou o SuperDraco, um motor de foguete impresso 3-D, "Disse Rao." A inovação neste campo está avançando muito rapidamente. E, por meio de investimentos feitos em equipamentos e novas parcerias sendo formadas com a indústria e colegas em todo o mundo, Nebraska está posicionada para ser líder no futuro da impressão 3-D. "