Os cientistas acreditam que uma nova técnica de biofabricação versátil ajudará a promover o desenvolvimento de medicamentos e a modelagem de doenças e potencialmente impactar a medicina regenerativa. (Nuttawan Javawan/Getty Images)
Pesquisadores da Faculdade de Medicina Renaissance da Universidade Stony Brook dizem que desenvolveram um novo método de materiais fisiológicos de bioprints. Chamado Trace (montagem rápida ajustável de elementos colágenos), a técnica aborda desafios de longa data na bioprinting materiais corporais naturais. Segundo os cientistas, também serve como um versátil Método de biofabricação Isso poderia promover o desenvolvimento de medicamentos, melhorar a modelagem de doenças e potencialmente transformar a medicina regenerativa.
A equipe publicou seu estudo “Montagem instantânea de colágeno para engenharia de tecidos e bioprinting” em Materiais naturais.
“Os componentes do tecido celular funcional de engenharia são grandes promessas na medicina regenerativa. Colágeno I, um material de andaimes importantes nos tecidos corporais, apresenta desafios no controle de sua cinética de montagem de maneira biocompatível in vitrorestringindo seu uso como andaime primário ou adesivo na biofabricação celular ”, escreva os investigadores.
“Aqui relatamos um método de fabricação de colágeno denominado conjunto rápido de elementos colágenos que aproveitam a aglomeração macromolecular para alcançar a montagem instantânea de colágeno não modificado. Aplicando um crowder inerte para acelerar a transição líquida-gel do colágeno, nosso método permite que o altíssimo-a criação de colegas de líquido colágica Auto-montagem e morfogênese através da geração de pistas arquitetônicas ajustáveis em várias escalas.
“Com alta biocompatibilidade e cinética de gelificação rápida, o método de montagem rápida ajustável de elementos colágenos também oferece uma abordagem versátil de bioprinting para o colágeno em uma ampla faixa de concentração, permitindo a impressão direta de tecidos celulares usando o ph-neutral e o colágeno bioativo.
“Este trabalho amplia o escopo da biofabricação controlável de múltiplas escalas para tecidos em vários sistemas orgânicos usando colágeno não modificado”.
Gera estruturas bioengenhadas
As posições de bioprinting posições bioquímicas, materiais biológicos e células vivas para a geração de estruturas bioengenhadas. O processo usa tintas biológicas (bioinks) e biomateriais, juntamente com as técnicas de impressão 3D controladas por computador, para construir modelos de tecido vivo usados em pesquisa médica. Embora as tecnologias de impressão 3D sejam mais recentes da pesquisa e da pesquisa biomédica, suas aplicações são proeminentes em indústrias como a fabricação automotiva.
Os pesquisadores apontam que, apesar do potencial da bioprintagem, a obtenção da funcionalidade em tecidos e órgãos biopromenores tem sido desafiadora porque as células biológicas nos tecidos biográficos tradicionais são incapazes de realizar suas atividades naturais no corpo, tornando os tecidos mais biográficos inutilizáveis para propósitos clínicos e aplicações médicas avançadas.
Trace pode ajudar a corrigir esse problema em futuras pesquisas médicas, aponta Michael Mak, PhD, Professor Associado do Departamento de Pesquisa em Ciências Farmacológicas e co-autor do artigo.
“Nosso método é essencialmente uma nova tecnologia de plataforma que pode ser usada para imprimir tipos de tecidos e órgãos amplos”, explica Mak. “Com rastreio, descobrimos como fabricar e fabricar estruturas de tecidos e órgãos designáveis por usuários por meio de padronização e impressão 3D usando os blocos de construção naturais do corpo, particularmente o colágeno, como bioinks de maneira altamente biocompatível e com incorporação direta de células vivas”, explica ele.
O colágeno (especialmente o colágeno tipo I) é a proteína mais proeminente e abundante no corpo humano. É um bloco de construção fundamental em tecidos, incluindo órgãos de pele, músculo, osso, tendão e vitais, como o coração. O colágeno atua como a “cola” para muitos tecidos e órgãos e é crucial como o material natural do corpo para manter células e tecidos no lugar. Também ajuda a direcionar as células a desempenhar suas funções.
Segundo Mak, devido a cada um desses atributos de colágeno nos processos fisiológicos, é um candidato de topo para ser usado como material de bioink.
Os autores explicam em seu artigo como, com vestígios, podem ser materiais fisiológicos de bioprinha, acelerando rapidamente o processo de gelação do colágeno. Seu método é mediado pela aglomeração macromolecular, um processo no qual um material de aglomeração inerte é usado para acelerar a reação de montagem das moléculas de colágeno.
Ao fazer isso, eles podem criar tecidos compostos pelos mesmos elementos básicos que os encontrados dentro do corpo. Em seguida, eles aplicam traços para gerar tecidos funcionais e “mini órgãos”, como câmaras cardíacas.