Versão para impressão -

Impressão 3D de órgãos vivos viável com corante alimentar

Modelo em escala de um alvéolo pulmonar, com as vias aéreas e os vasos sanguíneos que nunca se tocam, mas capazes de fornecer oxigênio aos glóbulos vermelhos. [Imagem: Jordan Miller/Rice University]

O corante amarelo de alimentos número 5 - um aditivo alimentar largamente usado pela indústria - revelou-se o ingrediente secreto para viabilizar a impressão 3D de biomateriais, dotados de redes complexas fisicamente emaranhadas, que caracterizam os tecidos biológicos, como a vasculatura, por exemplo.

Os tecidos dos órgãos movimentam fluidos e trocam materiais através de redes vasculares distintas, embora biofísica e bioquimicamente conectadas. Com o advento da impressão 3D, os pesquisadores logo se deram conta da possibilidade de usar essa tecnologia para construir órgãos artificiais. Mas reproduzir essa vasculatura em materiais biocompatíveis utilizados para o cultivo de tecidos tem sido um desafio.

Uma técnica que está sendo desenvolvida para criar estruturas artificiais capazes de imitar a complexa arquitetura vascular dos tecidos biológicos, como as encontradas no interior dos pulmões, é conhecida como estereolitografia de projeção.

A técnica usa luz projetada e resinas fotorreativas para criar objetos sólidos. Os aditivos fotoabsorventes podem ser usados para impedir a fotopolimerização indesejável fora da região alvo, para assegurar resolução suficiente para a criação de arquiteturas complexas.

Ocorre que as substâncias químicas disponíveis para isso são reconhecidamente cancerígenas e genotóxicas, ou seja, totalmente inadequadas para biomanufatura.

Detalhes da construção do alvéolo pulmonar.
[Imagem: Grigoryan et al. - 10.1126/science.aav9750]

Bagrat Grigoryan e colegas da Universidade Rice, nos EUA, descobriram agora que corantes alimentares naturais e sintéticos amplamente utilizados podem ser usados como potentes fotoabsorventes na produção de redes vasculares intrincadas e funcionais dentro de hidrogéis, rompendo com a grande limitação prática da estereolitografia de projeção.

O corante alimentar tartrazina - ou amarelo #5 - um corante alimentar comum encontrado em uma variedade de salgadinhos e bebidas, funciona como um aditivo bloqueador de luz para criar rapidamente elaborados hidrogéis multivasculares.

A equipe demonstrou as capacidades funcionais desses materiais recriando processos biológicos, como a oxigenação das células sanguíneas no pulmão, por exemplo. Além disso, eles otimizaram um tecido hepático produzido por bioengenharia e transplantaram-no com sucesso em um modelo de lesão hepática crônica em camundongos para destacar o potencial de translação do método para aplicações práticas na área de saúde.

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Órgãos vivos começam a ser feitos por impressora 3D