BIOIMPRESSORA PORTÁTIL PARA A BIOIMPRESSÃO EM TEMPO REAL DE LESÕES MUSCULARES EXTENSAS

O músculo esquelético é essencial para a vida. Ele é necessário para nos movimentarmos, mantermos a temperatura corporal, proteger o nosso esqueleto e órgãos internos, assim como para manter a homeostasia da glicose. Apesar do músculo possuir determinada capacidade de regeneração, quando uma grande proporção de massa muscular é perdida, devido a algum trauma, a sua capacidade regenerativa é seriamente prejudicada. Essas lesões geram desconforto ao paciente, perda de função além de ocasionar gastos exorbitantes para o sistema de saúde mundial.

Como solução para esse problema, pesquisadores das Universidades do Nebraska, Connecticut e Brigham and Women’s Hospital desenvolveram uma bioimpressora portátil que deposita biotintas específicas para regeneração muscular (Figura 1). A biotinta muscular é composta de um hidrogel de metacrilato de gelatina (GelMa) com VEGF (fator chave para indução da angiogênese) anexado a discos de nanoargila. Essa biotinta demonstrou ser biocompatível, adesiva em tecidos úmidos, mecanicamente estável e fotopolimerizável in vivo.

Figura 1. Bioimpressão in vivo [Adaptado de Quint et al., 2021]

A biotinta muscular é aplicada carregando-a em uma nova bimpressora portátil, composta por uma seringa carregável, uma bomba de seringa controlada por motor e um diodo emissor de luz ultravioleta para reticulação de hidrogel in vivo e em tempo real.

A bioimpressora pode ser utilizada por médicos de forma similar a uma pistola de cola quente, aplicando o hidrogel diretamente nas feridas musculares extensas (Figura 2).

Figura 2. Bioimpressora portátil [Adaptado de Quint et al., 2021]

A bioimpressão direta in vivo foi feita utilizando modelos murinos como cobaia e sua eficácia foi avaliada. Os animais foram submetidos a lesões musculares no quadríceps e, após uma recuperação de oito semanas, os animais foram testados quanto à função de corrida. Quando comparado ao grupo de cobaias que receberam somente o hidrogel (GelMa), o grupo que recebeu a biotinta muscular apresentou melhor performance funcional, possuindo melhor mobilidade e resistência a corrida.

Esses resultados são importantes pois indicam três fatores principais: (I) a biotinta foi biocompatível, (II) houve a regeneração de uma área extensa e (III) o tecido regenerado foi capaz de suportar estresse mecânico, como ocorre no tecido nativo.

A metodologia descrita neste trabalho - bioimpressão direta in vivo, utilizando essa biotinta muscular - abre portas para a regeneração de diversos outros tecidos moles (soft tissues), de forma mais rápida, eficaz e devolvendo a mobilidade do tecido que antes havia sido prejudicado.

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REFERÊNCIA

QUINT, Jacob P.; MOSTAFAVI, Azadeh; ENDO, Yori; PANAYI, Adriana; RUSSELL, Carina S.; NOURMAHNAD, Atousa; WISEMAN, Chris; ABBASI, Laleh; SAMANDARI, Mohamadmahdi; SHEIKHI, Amir. In Vivo Printing of Nanoenabled Scaffolds for the Treatment of Skeletal Muscle Injuries. Advanced Healthcare Materials, [S.L.], p. 2002152-60, 28 fev. 2021. Wiley. http://dx.doi.org/10.1002/adhm.202002152.