O que é bioimpressão?

A bioimpressão é um processo de fabricação aditiva que constrói partes artificiais do corpo a partir de filamentos feitos de células vivas. Normalmente, esses filamentos de biomateriais (chamados de biotinta) são extrudados camada por camada para criar uma peça biomédica sintética, semelhante à impressão 3D. A ideia é construir estruturas biomiméticas que reproduzam com precisão aquelas que ocorrem naturalmente em nossos corpos. Até agora, a bioimpressão pode produzir tecidos vivos, ossos e vasos sanguíneos, com o objetivo de eventualmente fabricar órgãos inteiros a partir do zero.

Bioimpressão é o processo de criação de estruturas celulares em 3D a partir de biotintas. É usado para construir réplicas biológicas funcionais de partes do corpo, como tecidos vivos, ossos e vasos sanguíneos.

Na impressão 3D, uma impressora pode ser usada para construir ferramentas e estruturas, como acessórios tecnológicos, joias ou brinquedos, em metais, plásticos ou cerâmicas.

“A bioimpressão dá um passo adiante”, disse Ryan Creek, médico certificado associado com experiência em medicina regenerativa em startups de biotecnologia. “A ‘impressão’ é feita usando materiais de origem biológica que podem então replicar algumas das propriedades de tecidos específicos do corpo.”

Acredita-se que a bioimpressão seja uma vanguarda na medicina regenerativa e provavelmente será usada para reparar ou restaurar tecidos danificados e doentes. Atualmente, está sendo testado em pesquisas laboratoriais para testar medicamentos e explorar tratamentos. No ano passado, cirurgiões de San Antonio, Texas, tornaram-se a primeira equipe a implantar uma estrutura bioimpressa em 3D – uma orelha, cultivada a partir das células do próprio paciente – em um ser humano.

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Antes do início da impressão propriamente dita, uma biópsia deve ser retirada do órgão. Certas células “desejadas” são isoladas e depois multiplicadas através de um processo de cultura que promove o crescimento num ambiente artificial. Certos tipos de células são destacados, dependendo do projeto. Por exemplo, se um pesquisador quisesse fabricar um menisco, seriam necessárias células de fibrocartilagem para o trabalho.

Essas células serão então misturadas em uma solução de hidrogel, que fornece oxigênio e nutrientes às células para mantê-las vivas, e carregadas em um cartucho.

“As formulações de biotinta são normalmente feitas de [uma combinação de biomateriais] que ajudam as células a crescer e amadurecer como tecidos”, explicou Didarul Bhuiyan, cientista de biomateriais e engenharia de tecidos da West Pharmaceutical Services. Esses biomateriais geralmente incluem diferentes biopolímeros, proteínas e fatores de crescimento. Juntos, eles ajudam a construir a estrutura que as células vivas então povoam.

Enquanto isso, um projeto digital é criado usando um arquivo de design auxiliado por computador (CAD) que divide o assunto em camadas finas. Isto prepara a estrutura tridimensional como um conjunto de instruções que constroem o objeto de baixo para cima.

Neste ponto, o projeto está pronto para impressão. Um bico guiado por um braço robótico se move horizontalmente ao longo de um eixo XYZ, extrusando o filamento conforme segue o modelo do arquivo CAD. Camada por camada, a biotinta constrói a estrutura final em uma bandeja de andaime ou base líquida.

Embora alguns biomateriais possam curar em tempo real, outros podem exigir mais cuidados in vivo para garantir a funcionalidade total e a viabilidade celular geral. Na pós-produção, estruturas bioimpressas podem ser colocadas em biorreatores para maturação, vascularização e estabilidade ideais do tecido. Dependendo da complexidade de uma parte biomédica, esta etapa final pode levar semanas ou até meses.

O texto acima descreve o método de bioimpressão mais comum, chamado extrusão de material. Outros métodos incluem a bioimpressão 3D a jato de tinta, que constrói peças em gotículas, e a estereolitografia, uma técnica que cura um objeto projetando luz ultravioleta através de uma cuba de resina.

Não é nenhum segredo que a criação de órgãos inteiros e funcionais é o Santo Graal da bioimpressão.

É por isso que pesquisadores da Universidade de São Paulo, no Brasil, exploraram o uso de células sanguíneas para desenvolver versões em miniatura do fígado humano, produzindo um órgão viável em apenas 90 dias. Os “organóides hepáticos” podem produzir proteínas vitais, armazenar vitaminas e secretar bile.