Microporos em tecidos fabricados, como osso e cartilagem, permitem a difusão de nutrientes e oxigênio para o interior, e esta nova abordagem pode eventualmente permitir que o tecido cultivado em laboratório contenha vasos sanguíneos, de acordo com uma equipe de pesquisadores da Penn State.

"Um dos problemas com a fabricação de tecidos é que não podemos torná-los grandes, "disse Ibrahim T. Ozbolat, professor associado de ciências da engenharia e mecânica. "As células morrem se os nutrientes e o oxigênio não puderem entrar."

As células internas também não se diferenciam se o coquetel químico que faz com que as células-tronco se diferenciam não as alcance. Uma estrutura porosa permite que os nutrientes e outros fluidos circulem.

Os pesquisadores estão tentando uma nova abordagem e criando blocos de construção de tecido com microporos. Eles consideram isso uma alternativa à vascularização - o crescimento de vasos sanguíneos no tecido - e chamam o resultado de fitas de tecido poroso.

Os pesquisadores estão começando com células-tronco derivadas de gordura humana e misturando-as com porogênios de alginato de sódio. Derivado de algas marinhas, alginato de sódio pode ser impresso em partículas minúsculas que, quando dissolvido, deixe para trás minúsculos orifícios - poros - no tecido do tecido. A equipe usa a mistura para imprimir fios de tecido indiferenciado em 3-D. Eles podem então combinar os fios para formar remendos de tecido.

Quando os pesquisadores expõem o tecido ao coquetel químico, transforma as células-tronco em células específicas, neste caso, osso ou cartilagem. Por causa dos poros, o fluido pode fluir para todas as células-tronco.

Os pesquisadores relatam em uma edição recente da Biofabricação que os fios mantenham 25 por cento de porosidade e tenham conectividade de poros de 85 por cento por pelo menos três semanas.

Por fios de impressão 3-D lado a lado e sobre o outro, como mostrado em seu trabalho anterior, os fios se auto-montam para formar manchas de tecido.

"Esses patches podem ser implantados no osso ou cartilagem, dependendo de quais células são, "disse Ozbolat." Eles podem ser usados ​​para osteoartrite, adesivos para cirurgia plástica, como a cartilagem do septo nasal, restauração de joelho e outros defeitos ósseos ou cartilaginosos. "

Em algumas formas, cartilagem é mais fácil do que osso porque no corpo humano, a cartilagem não possui vasos sanguíneos passando por ela. Contudo, algum osso é naturalmente poroso, e assim a porosidade é valiosa para substituir ou reparar esse osso. Embora atualmente apenas pequenos patches possam ser feitos, esses remendos são mais fáceis de fabricar do que o cultivo de tecido artificial em andaimes.

Os pesquisadores estão considerando aplicar os mesmos métodos aos músculos, gordura e vários outros tecidos.