Ciência e Tecnologia
03.07.2012

Redes vasculares 3D feitas de açúcar melhoram produção de tecidos artificiais

Abordagem vai permitir criar rapidamente criar rapidamente fígados para substituição a partir de células do próprio paciente

Reprodução: University of Pennsylvania
Impressora 3D usada para criar redes vasculares de açúcar
Impressora 3D usada para criar redes vasculares de açúcar

Pesquisadores da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos, desenvolveram estruturas vasculares 3D feitas a partir de açúcar. As redes, publicada na revista Nature Materials, podem ser utilizadas para melhorar a engenharia de tecidos, ou seja, produção de pele, cartilagens e tecidos ósseos artificiais.

Um grande obstáculo para a criação de tecidos em 3D é impedir as células de sufocarem. Este é um dos fatores que não permitiam que os pesquisadores criassem, por exemplo, fígados para substituição a partir de células do próprio paciente. Órgãos e músculos contêm redes de sangue 3D que não podem ser recriadas em laboratório.

A equipe de pesquisa liderada por Christopher Chen desenvolveu modelos de estruturas vasculares 3D que podem ser utilizadas para criar rapidamente essa rede de vasos sanguíneos e melhorar a função dos tecidos desenvolvidos em laboratório.

É fácil cultivar pedaços muito finos de tecido com algumas camadas de células sem um sistema vascular porque todas as células têm acesso direto aos nutrientes e ao oxigênio. Estes tecidos podem, então, ser empilhados em cima uns dos outros para criar tecidos mais espessos.

A fim de permitir que os nutrientes sejam entregues através dos tecidos mais grossos, os investigadores têm criado canais ocos entre as camadas que podem ser bombeados com nutrientes, no entanto a pressão envolvida pode separar as camadas.

Para contornar esta situação, Chen e seus colegas transformaram o processo de impressão 3D. Em vez de focalizar na impressão do tecido, eles se concentraram sobre a impressão das redes vasculares. Eles criaram assim uma rede de filamentos 3D na forma de um sistema de vaso sanguíneo colocado dentro de um molde.

Eles precisavam de um material suficientemente rígido para agir como uma rede 3D em torno da qual as células vivas poderiam ser cultivadas, mas que também pudesse dissolver em água, sem causar um efeito tóxico sobre as células.

A equipe descobriu que os açúcares eram ideais porque eles não eram apenas forte, mas também se dissolviam para criar um líquido nutritivo para as células.

Os pesquisadores escolheram uma combinação de sacarose e glicose, com dextrano, o que proporcionou reforço estrutural. Eles imprimiram a combinação com uma impressora 3D e, então, a revestiram com um polímero degradável derivado do milho, o que ajuda o modelo de açúcar a se dissolver facilmente.

A cultura de células pode então ser manualmente colocada dentro do molde em torno da rede de vasos sanguíneos de açúcar. Uma vez que o açúcar é removido, os investigadores podem começar a empurrar fluido através dos canais restantes para fornecer nutrientes ao tecido.

A equipe poderia então injetar células dos vasos sanguíneos humanos nestas redes para gerar novos vasos capilares que poderiam aumentar o alcance da rede.

Teste com células do fígado mostraram que a rede vascular ajudou a melhorar a função da célula e aumentou a saúde e a sobrevivência celular.

A equipe ressalta que mais trabalho precisa ser feito para conectar essas redes vasculares aos vasos sanguíneos naturais. A equipe também planeja recriar a impressora a partir do zero, centrando sua função totalmente na biologia celular, engenharia de tecidos e medicina regenerativa.

UnivPennsylvania
Estruturas vasculares 3D feitas a partir de açúcar

Fonte: Isaude.net