Uma equipe de pesquisa desenvolveu uma maneira de imprimir em 3D órgãos humanos, sem a necessidade de andaimes. Notícias emocionantes no mundo da bioimpressão em 3D! A equipe é liderada por Eben Alsberg, professor de Bioengenharia e Ortopedia na Richard and Loan Hill, unidade da Universidade de Illinois em Chicago.


Leia aqui um RESUMO do artigo

A nova técnica imprime o órgão diretamente em um microgel.....
Quando este gel é exposto à luz UV, ele “congela” no lugar. As células impressas em 3D podem então crescer em uma incubadora. Quando a bioimpressão estiver madura, os suportes do microgel podem ser removidos simplesmente com agitação. A biotinta é feita de células-tronco.

O problema

As mais recentes tecnologias de bioimpressão dependem de apoios (andaimes) para manter a bioimpressão no lugar, enquanto esta amadurece, e isso pode causar muitos problemas. Normalmente, o andaime deve ser projetado para se degradar, no entanto, o timing é o problema, pois subprodutos da degradação podem ser indesejados enquanto o material degrada. Além disso, o andaime pode obstruir o crescimento celular. Esta nova técnica é um desenvolvimento importante porque evita esses problemas.

A solução

A nova técnica envolve a impressão do órgão diretamente em um "microgel". Este microgel é forte o suficiente para suportar a 'bio-tinta' mas flexível o suficiente para permitir a passagem da agulha, usada como cabeça de impressão. Além disso, a solução é autocurativa, o que significa que o microgel não ficará deformado durante o processo de impressão.

O microgel é uma solução de nano-esferas suspensas, reticuladas, criadas por nano-suspensão de esferas de hidrogel em um líquido.

Bioimpressão 3D sem um scafolding.
Imagem retirada do artigo publicado. Usado para fins ilustrativos que de outra forma não poderiam divulgados. Todos os direitos são retidos pelo autor original.

Coletivamente, este sistema - que é aplicável a estratégias gerais de impressão 3D, é uma mudança de paradigma para impressão de células individuais livres de andaimes, condensações celulares e organoides, e pode ter um impacto de longo alcance nos campos da medicina regenerativa, triagem de drogas e biologia desenvolvimental.

A impressão

A "bio-tinta" usada foi feita a partir de células-tronco. Esta foi carregada em uma agulha e depois introduzida no microgel. Você pode assistir a impressora em ação.

bioimpressão
Exemplos de estruturas bioimpressas em 3D usando esta técnica: (a) uma mão (b) uma letra "C" (c) antes e (d) depois de fotocrosslinking a sigla da universidade, UIC. As barras de escala indicam 5 mm. O uso desta imagens é para fins ilustrativos, que de outra forma não poderiam ser transmitidos. Todos os direitos são retidos pelo autor original.

Incubação

O microgel é "congelado" no lugar, com luz UV. Isto é conhecido como "photocrosslinking" e fornece às células tronco suspensas a estrutura sólida sobre a qual crescer. Este funciona de maneira semelhante à técnica desenvolvida pela Universidade de Michigan. A técnica da Universidade de Michigan imprime objetos 3D a partir de líquidos, mas no sentido contrário. Com a nova técnica de bioimpressão, é a estrutura de suporte que se torna sólida quando exposta à luz (UV) e não o próprio material impresso.

A vantagem do suporte de microgel congelado no local é que, ao contrário das estruturas de suporte tradicionais, ele pode ser usado para fornecer nutrientes às células em crescimento e remover os resíduos. Uma vez que a estrutura foi colocada no lugar, esta adiciona um “meio de cultura” à impressão e foi colocada em uma incubadora à temperatura do corpo.

Quando a estrutura celular tiver terminado de amadurecer, os suportes de microgel podem ser removidos simplesmente agitando a estrutura.

Impressoras 3D imprimindo impressoras para imprimir seres humanos

Enquanto isso soa como algo típico da ficção científica, 2 das impressoras usadas foram convertidas a partir de 2 impressoras 3D disponíveis comercialmente. Elas foram adaptados com uma cabeça de impressão personalizada, que por sua vez foi impressa por uma dessas máquinas!

Uma bioimpressora específica também foi utilizada com o software bioespecífico para algumas das peças de teste.

Baixe seus próprios arquivos

Muitos dos arquivos usados são de open source e disponíveis gratuitamente. Agora você também pode imprimir em 3D seus próprios órgãos:

bio imprimir uma orelha
Modelo de orelha 3D aberto no BricsCAD usando o Communicator for BricsCAD.

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