A técnica de bioimpressão 3-D pode criar vasos sanguíneos artificiais, tecido do órgão
p Programação ortogonal da rigidez e geometria da matriz via estereolitografia assistida por inibição de oxigênio. uma configuração esquemática do sistema de impressão 3D estereolitográfico de projeção digital em que a solução do precursor de hidrogel é curada camada por camada por meio de exposição a UV. Inset é uma imagem SEM de um objeto complexo impresso em 3D. A barra de escala é 500 μm. b Esquema da impressão assistida por inibição de oxigênio, em que a zona de cura é fisicamente limitada entre a região curada e a camada de inibição de oxigênio. c Perfil de profundidade da taxa de conversão de ligação dupla sob diferentes dosagens de exposição a UV. A espessura da camada de inibição de oxigênio é fracamente dependente das dosagens de exposição, e o mesmo acontece com a espessura de cura. A taxa de conversão de ligação dupla aumenta rapidamente com a dosagem quando a dosagem está acima do limite. d Imagem ótica de campo claro de um logotipo de búfalo impresso com rigidez e geometria padronizadas de forma independente (rigidez binária, mas superfície plana). Alto contraste óptico indica as fortes diferenças na densidade de reticulação e, Portanto, a rigidez. A barra de escala é 200 μm. e A quantificação do contraste óptico (linha preta) e variação da geometria (linha azul) ao longo da linha pontilhada em b revela diferenças nítidas no contraste (rigidez), mas pouca variação da altura do recurso ( <1%). Crédito: Nature Communications (2018). DOI:10.1038 / s41467-018-06685-1
p Os engenheiros da Universidade do Colorado Boulder desenvolveram uma técnica de impressão 3-D que permite o controle localizado da firmeza de um objeto, abrindo novos caminhos biomédicos que poderiam um dia incluir artérias artificiais e tecidos de órgãos. p O estudo, que foi publicado recentemente no jornal
Nature Communications , descreve um método de impressão camada por camada que apresenta granulação fina, controle programável sobre rigidez, permitindo que os pesquisadores imitem a geometria complexa dos vasos sanguíneos que são altamente estruturados e ainda assim devem permanecer flexíveis.
p As descobertas podem um dia levar a melhor, tratamentos mais personalizados para quem sofre de hipertensão e outras doenças vasculares.
p "A ideia era adicionar propriedades mecânicas independentes às estruturas 3-D que podem imitar o tecido natural do corpo, "disse Xiaobo Yin, professor associado do Departamento de Engenharia Mecânica da CU Boulder e autor sênior do estudo. "Essa tecnologia nos permite criar microestruturas que podem ser personalizadas para modelos de doenças."
p Os vasos sanguíneos endurecidos estão associados a doenças cardiovasculares, mas projetar uma solução para a substituição viável de artérias e tecidos tem se mostrado historicamente um desafio.
p Para superar esses obstáculos, os pesquisadores descobriram uma maneira única de tirar proveito do papel do oxigênio na configuração da forma final de uma estrutura impressa em 3D.
p "O oxigênio é geralmente uma coisa ruim, pois causa cura incompleta, "disse Yonghui Ding, um pesquisador de pós-doutorado em Engenharia Mecânica e o principal autor do estudo. "Aqui, utilizamos uma camada que permite uma taxa fixa de permeação de oxigênio. "
p Ao manter um controle rígido sobre a migração de oxigênio e sua subsequente exposição à luz, Ding disse, os pesquisadores têm a liberdade de controlar quais áreas de um objeto são solidificadas para ficarem mais duras ou mais suaves - tudo isso mantendo a geometria geral a mesma.
p "Este é um desenvolvimento profundo e um primeiro passo encorajador em direção ao nosso objetivo de criar estruturas que funcionem como uma célula saudável deve funcionar, "Ding disse.
p Como demonstração, os pesquisadores imprimiram três versões de uma estrutura simples:uma viga superior suportada por duas hastes. As estruturas eram idênticas em formato, tamanho e materiais, mas foi impresso com três variações na rigidez da haste:macio / macio, duro / macio e duro / duro. As hastes mais duras sustentavam a viga superior, enquanto as hastes mais macias permitiam que ela desabasse total ou parcialmente.
p Os pesquisadores repetiram o feito com uma pequena figura de guerreiro chinês, imprimi-lo de modo que as camadas externas permanecessem duras enquanto o interior permanecesse macio, deixando o guerreiro com um exterior duro e um coração terno, por assim dizer.
p A impressora de mesa é atualmente capaz de trabalhar com biomateriais de até 10 mícrons, ou cerca de um décimo da largura de um cabelo humano. Os pesquisadores estão otimistas de que estudos futuros ajudarão a melhorar ainda mais as capacidades.
p “O desafio é criar uma escala ainda mais fina para as reações químicas, "disse Yin." Mas vemos uma tremenda oportunidade pela frente para esta tecnologia e o potencial para a fabricação de tecidos artificiais. "
