Um grande obstáculo para o estudo amplo e o uso clínico dos tecidos 3D é sua vida útil curta, que pode ir de apenas algumas horas a alguns dias. Como no caso de um transplante de órgão, um tecido bioprintado deve ser transportado rapidamente para o local onde é necessário, ou não será viável. No jornal Matter de 21 de dezembro, pesquisadores do Brigham and Women’s Hospital e da Harvard Medical School descrevem seu trabalho combinando bioimpressão 3D com técnicas de criopreservação para criar tecidos que podem ser preservados em um freezer a -196 ° C e descongelados em minutos para uso imediato.
“Para a bioimpressão convencional, basicamente não há prazo de validade. É realmente apenas imprimir e usar, na maioria dos casos”, disse o autor principal Y. Shrike Zhang, engenheiro biomédico do Hospital Brigham and Women’s. “Com a crioioprinting, você pode imprimir e armazenar no estado congelado pelo tempo que quiser.”
O uso de bioimpressão 3D para criar tecido humano artificial apareceu pela primeira vez há vinte anos. Como na impressão 3D convencional, uma tinta é extrudada camada por camada através de um bico em uma forma pré-especificada. No caso da bioimpressão, a tinta é normalmente feita de uma estrutura semelhante a gelatina embutida em células vivas. A crioimpressão funciona da mesma maneira, exceto que a impressão é realizada diretamente em uma placa fria mantida em temperaturas abaixo de -20 ° C. Depois que os tecidos são impressos, eles são imediatamente movidos para condições criogênicas para armazenamento de longo prazo.
Imprimir em baixas temperaturas tem a vantagem adicional de poder criar formas mais complexas do que os métodos tradicionais de bioimpressão. “O filamento do bioink congela dentro de milissegundos depois de atingir a placa fria, então não tem tempo de perder sua forma original”, disse Zhang. “Então, você pode construir camadas umas sobre as outras, eventualmente criando uma estrutura 3D autônoma que pode suportar seu próprio peso.”
O uso de temperaturas criogênicas também alivia as limitações sobre os tipos de bioink que podem ser usados. Em métodos convencionais de bioimpressão, o bioink deve ser viscoso para manter sua forma, mas em uma temperatura mais baixa, a maioria dos fluidos são naturalmente mais viscosos.
Para sobreviver às temperaturas criogênicas, as células devem ser acompanhadas por um agente criopreservativo, que previne o choque osmótico e limita a formação de cristais de gelo que podem danificar suas membranas celulares. A equipe de Zhang direcionou a maior parte de seus esforços para encontrar a combinação de agentes criopreservativos que produzisse a maior viabilidade celular.
Eles demonstraram que os tecidos podem durar pelo menos três meses antes de serem trazidos de volta à vida. “Reviver os tecidos é muito fácil”, diz Zhang. “É como reviver qualquer tipo de células crio-armazenadas. Você as retorna para um meio aquecido e usa um processo de descongelamento rápido.”
Para mostrar que os tecidos podem reter sua funcionalidade original, Zhang e seus colegas realizaram uma série de ensaios de viabilidade celular que demonstraram que as células poderiam sofrer diferenciação muito como antes.
No futuro, os tecidos biimpressos em 3D podem servir como modelos realistas para testar novos medicamentos ou ajudar os pacientes que precisam de substituição de tecidos após lesão ou doença. Ser capaz de congelar tecidos bioprinted por um longo período de tempo permitirá uma maior colaboração entre os pesquisadores para desenvolver essas aplicações e permitir o armazenamento estendido para uso em ambientes pré-clínicos e clínicos.
Publicado em 22/12/2021 05h57
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