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A busca por biomateriais para reparar órgãos humanos oferece um grande desafio: os tecidos originais geralmente são fortes e elásticos, e variam em formato e tamanho. Por isso, criar uma solução personalizada para cada paciente não é simples. Mas uma equipe liderada pela Universidade do Colorado, nos EUA, parece ter dado o primeiro passo em direção a isso.
Os pesquisadores criaram uma nova técnica capaz de imprimir material em 3D que é, ao mesmo tempo, elástico o suficiente para suportar as batidas de um coração e facilmente moldável para se ajustar a cada paciente. O novo “band-aid” ainda adere facilmente a tecidos "úmidos" – o que pode ajudar na tarefa de reparar tecidos humanos de forma menos invasiva.
A descoberta aparece em um artigo publicado esta semana na revista Science. Segundo os autores, a pesquisa pode abrir caminho para uma nova geração de biomateriais, desde bandagens internas que administram medicamentos diretamente no coração até adesivos de cartilagem e suturas sem agulha.
“Tecidos cardíacos e cartilaginosos têm capacidade de reparação muito limitada. Quando danificados, não há como voltar atrás”, explica Jason Burdick, um dos autores do projeto, em comunicado à imprensa. “Ao desenvolver materiais novos e mais resistentes para melhorar esse processo de reparo, podemos causar um grande impacto na recuperação dos pacientes”.
Uma técnica de impressão inspirada em vermes
Historicamente, dispositivos biomédicos são fabricados via moldagem ou fundição, técnicas que funcionam bem para produção em massa de implantes idênticos, mas não são tão práticas quando se trata de personalizar a solução para pacientes específicos. Com a impressão 3D, porém, um mundo de novas possibilidades se abriu para as aplicações médicas.
Ao contrário das impressoras comuns, que simplesmente colocam tinta no papel, as impressoras 3D depositam camada após camada de plástico, metal ou até mesmo células vivas para criar objetos multidimensionais. O hidrogel, utilizado na produção de lentes de contato, tem sido uma das bases preferidas para a fabricação de tecidos, órgãos e implantes artificiais.
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Mas levar esses materiais do laboratório para a clínica tem sido difícil, porque os hidrogéis tradicionais impressos em 3D tendem a quebrar quando esticados, racham sob pressão ou são rígidos demais para serem moldados ao redor dos tecidos. “Imagine se você tivesse um plástico rígido aderido ao seu coração. Ele não se deformaria conforme seu coração bate, ele apenas quebraria”, diz Burdick.
Com isso em mente, o grupo criou um método de impressão que ficou conhecido como CLEAR (sigla para “cura contínua após exposição à luz auxiliada por partida redox”, em tradução do inglês). A técnica segue uma série de etapas para entrelaçar moléculas longas dentro de materiais impressos em 3D.
Em testes de elasticidade e peso, o laboratório verificou que esses materiais eram muito mais resistentes do que as impressões 3D usadas até então. Mas mais do que isso, os pesquisadores identificaram que, pelo CLEAR, os “band-aids” também se conformaram e aderiram mais facilmente aos tecidos e órgãos animais.
Revolução no cuidado
“Podemos imprimir em 3D materiais adesivos fortes o suficiente para suportar tecidos humanos”, destaca Matt Davidson, outro autor da pesquisa. Para ele, tal fato sinaliza que, no futuro, esses materiais poderão ser usados para reparar defeitos em corações, administrar medicamentos regeneradores de tecidos ou até mesmo ajudar a fechar órgãos de pessoas na sala de cirurgia sem causar danos aos tecidos, como acontece com uma agulha.
O laboratório já entrou com um pedido de patente provisória e planeja iniciar mais estudos para entender melhor como os tecidos humanos reagem à presença desses materiais.
