Descoberta de biomateriais permite a impressão em 3D de estruturas vasculares semelhantes a tecidos

Pelo site Engenharia É

Uma equipe internacional de cientistas descobriu um novo material que pode ser impresso em 3D para criar estruturas vasculares semelhantes a tecidos.

O professor Mata disse: “Este trabalho oferece oportunidades em biofabricação, permitindo a bioprinting 3D de cima para baixo e a auto-montagem de baixo para cima de componentes sintéticos e biológicos de maneira ordenada a partir da nanoescala. Aqui, estamos capilares de micro-escala em biofabricação – com estruturas fluidas compatíveis com as células, exibindo propriedades fisiologicamente relevantes e com capacidade de suportar o fluxo, o que pode permitir a recriação de vasculatura em laboratório e ter implicações no desenvolvimento de medicamentos mais seguros e eficientes, o que significa que os tratamentos podem potencialmente alcance os pacientes muito mais rapidamente”.Em um novo estudo publicado na Nature Communications, liderado pelo professor Alvaro Mata da Universidade de Nottingham e da Universidade Queen Mary de Londres, os pesquisadores desenvolveram uma maneira de imprimir óxido de grafeno em 3D com uma proteína que pode se organizar em estruturas tubulares que replicam algumas propriedades do tecido vascular.

Material com propriedades notáveis

A auto-montagem é o processo pelo qual vários componentes podem se organizar em estruturas maiores e bem definidas. Os sistemas biológicos contam com esse processo para montar blocos moleculares controláveis em materiais complexos e funcionais, exibindo propriedades notáveis, como a capacidade de crescer, replicar e executar funções robustas.

O novo biomaterial é produzido pela auto-montagem de uma proteína com óxido de grafeno. O mecanismo de montagem permite que as regiões flexíveis (desordenadas) da proteína ordenem e se ajustem ao óxido de grafeno, gerando uma forte interação entre elas. Controlando a maneira como os dois componentes são misturados, é possível orientar sua montagem em várias escalas de tamanho na presença de células e em estruturas robustas complexas.

O material pode então ser usado como um bioink de impressão 3D para imprimir estruturas com geometrias complexas e resoluções de até 10um. A equipe de pesquisa demonstrou a capacidade de construir estruturas do tipo vascular na presença de células e exibindo propriedades químicas e mecânicas biologicamente relevantes.

Seção transversal de uma estrutura tubular bioprimida com células endoteliais (verde) e embutida na parede. Crédito: Professor Alvaro Mata

A Dra. Yuanhao Wu é a principal pesquisadora do projeto, ela disse: “Existe um grande interesse em desenvolver materiais e processos de fabricação que imitem os da natureza. No entanto, a capacidade de criar materiais e dispositivos funcionais robustos através da auto-montagem introduz um novo método para integrar proteínas com óxido de grafeno por auto-montagem de uma maneira que possa ser facilmente integrada à fabricação de aditivos para fabricar facilmente dispositivos biofluidos que nos permitem replicar partes importantes dos tecidos humanos e órgãos no laboratório”.