Saúde
Um curativo para o coração? Novo método de impressão 3D faz isso e muito mais
O material impresso em 3D é resistente sem perder a elasticidade
Bioimpressão 3D
Na busca pelo desenvolvimento de materiais realistas para substituir e reparar partes do corpo humano, os cientistas enfrentam um desafio formidável: Os tecidos biológicos são fortes, mas extensíveis, e variam muito em forma e tamanho.
Abhishek Dhand e colegas da Universidade do Colorado (EUA) deram agora um passo crítico para escapar desse dilema: Eles desenvolveram uma nova maneira de imprimir em 3D um material que é ao mesmo tempo elástico o suficiente para suportar os batimentos persistentes do coração, resistente o suficiente para suportar a carga esmagadora colocada nas articulações e facilmente moldável para se ajustar aos defeitos exclusivos do paciente.
Isto significa que o avanço abre o caminho para uma nova geração de biomateriais, desde bandagens internas que administram medicamentos diretamente ao coração, até remendos de cartilagem e suturas sem agulha.
A equipe demonstrou a versatilidade da nova tecnologia criando justamente um curativo para o coração.
“Os tecidos cardíacos e cartilaginosos são semelhantes no sentido de que têm capacidade muito limitada de se repararem. Quando estão danificados, não há como voltar atrás,” contextualizou o professor Jason Burdick. “Ao desenvolver materiais novos e mais resistentes para melhorar o processo de reparação, podemos ter um grande impacto nos pacientes.”
A técnica poderá ter usos além da medicina.
Curativos e muito mais
Ao contrário das impressoras tradicionais, que simplesmente aplicam tinta no papel, as impressoras 3D depositam camada após camada de plásticos, metais ou até mesmo células vivas para criar objetos multidimensionais. Um material específico, conhecido como hidrogel (o material de que são feitas as lentes de contato), tem sido um dos favoritos para a fabricação de tecidos, órgãos e implantes artificiais.
Mas levar esses produtos do laboratório para a clínica tem sido difícil porque os hidrogéis tradicionais impressos em 3D tendem a se partir quando esticados, rachar sob pressão ou são muito rígidos para se moldarem ao redor dos tecidos.
Para resolver esta deficiência, Dhan e seus colegas se inspiraram nos vermes, que repetidamente se enroscam e se desembaraçam em “bolhas de vermes” tridimensionais, que possuem propriedades sólidas e líquidas. Pesquisas anteriores mostraram que a incorporação de cadeias de moléculas entrelaçadas de forma semelhante, conhecidas como “emaranhados”, pode tornar essas cadeias mais resistentes.
O novo método de impressão, batizado de CLEAR (sigla em inglês para cura contínua após exposição à luz auxiliada por iniciação redox), segue uma série de etapas para emaranhar moléculas longas dentro dos materiais impressos em 3D, muito parecidos com aqueles vermes entrelaçados.
“Agora podemos imprimir em 3D materiais adesivos que são fortes o suficiente para suportar mecanicamente o tecido,” disse o pesquisador Matt Davidson. “Nunca fomos capazes de fazer isso antes.”
A equipe destaca que seu novo método poderá ter impactos muito além da medicina porque tem várias vantagens. Por exemplo, o método elimina a necessidade de energia adicional para curar ou endurecer as peças, tornando o processo de impressão 3D mais ecológico.
