Imagine poder visitar seu médico, e em vez de receber um tratamento único para todos, você recebe um medicamento personalizado especificamente para seus sintomas.

Uma equipe de engenheiros da McMaster University encontrou uma maneira de usar a tecnologia de impressão 3-D para criar tumores artificiais para ajudar os pesquisadores a testar novos medicamentos e terapias, o que poderia levar à medicina personalizada.

Atualmente, para os pesquisadores estudarem a saúde humana, o teste é muito caro e demorado.

A pesquisa para aprender sobre doenças é normalmente conduzida em ambientes de laboratório, por exemplo, criando uma única camada de células humanas ou animais - modelos 2-D - para testar drogas e como elas afetam as células humanas. Alternativamente, modelos animais são usados ​​para estudar a progressão da doença.

Se aglomerados de células 3D realistas, com várias camadas de células, pode ser produzido para imitar melhor as condições dentro do corpo, então, isso tem o potencial de eliminar o uso de animais em testes.

Liderado por Ishwar K. Puri, professor de engenharia mecânica e engenharia biomédica, a equipe McMaster desenvolveu um novo método que usa ímãs para imprimir rapidamente grupos de células 3-D.

Para fazer isso, a equipe McMaster usou propriedades magnéticas de diferentes materiais, incluindo células. Alguns materiais são fortemente atraídos, ou suscetível, para ímãs do que outros. Os materiais com maior suscetibilidade magnética sentirão uma atração mais forte por um ímã e se moverão em sua direção. O material fracamente atraído com menor suscetibilidade é deslocado para regiões de campo magnético inferiores, que ficam longe do ímã.

Ao projetar campos magnéticos e ímãs cuidadosamente dispostos, é possível usar as diferenças nas suscetibilidades magnéticas de dois materiais para concentrar apenas um em um volume.

A equipe formulou bioinks suspendendo células de câncer de mama humano em um meio de cultura de células que continha o hidrato de sal magnético, Gd-DTPA. Como a maioria das células, essas células de câncer de mama são atraídas de forma muito mais fraca por ímãs do que Gd-DTPA, que é um agente de contraste para ressonância magnética aprovado pelo FDA para uso em humanos. Portanto, quando um campo magnético é aplicado, o hidrato de sal se move em direção aos ímãs, deslocar as células para uma área predeterminada de força de campo magnético mínima. Isso semeia a formação de um cluster de células 3-D.

Usando este método, a equipe imprimiu tumores de câncer 3-D em seis horas. Os testes foram realizados para confirmar que o hidrato de sal não é tóxico para as células, e agora estão trabalhando em bioinks mais complexos para imprimir grupos de células que podem imitar melhor os tecidos humanos.

No futuro, tumores contendo células cancerosas podem ser criados rapidamente por meio de impressão 3-D, e as respostas desses tumores artificiais a drogas testadas rapidamente, com dezenas de experimentos sendo conduzidos simultaneamente. A impressão de clusters de células semelhantes às humanas também oferece um caminho futuro para a impressão 3-D de vários tecidos e órgãos.

Seu estudo, "Impressão 3-D magnética rápida de estruturas celulares com tintas de células MCF-7, "foi publicado na edição de 4 de fevereiro da Pesquisar , uma revista científica parceira.

"Desenvolvemos uma solução de engenharia para superar as limitações biológicas atuais. Ela tem potencial para agilizar a tecnologia de engenharia de tecidos e medicina regenerativa, "disse Sarah Mishriki, um Ph.D. candidato na Escola de Engenharia Biomédica e autor principal. "A capacidade de manipular células rapidamente em um ambiente seguro, forma controlável e sem contato nos permite criar paisagens celulares únicas e microarquiteturas encontradas em tecidos humanos, sem o uso de um andaime. "

"Este método magnético de produção de aglomerados de células 3-D nos aproxima da criação rápida e econômica de modelos mais complexos de tecidos biológicos, acelerando a descoberta em laboratórios acadêmicos e soluções de tecnologia para a indústria, "disse Rakesh Sahu, um associado de pesquisa.