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Doenças vasculares como aneurismas, doença arterial periférica assim como coágulos no interior dos vasos sanguíneos são responsáveis por até 31% de óbitos globalmente. Apesar desse alto percentual, os avanços no desenvolvimento de medicamentos cardiovasculares diminuíram nos últimos 20 anos.
Um fator que contribui para o lento progresso terapêutico nessa área, é justamente a falta de modelos in vitro que melhor mimetizem o dinamismo (suportar estímulos de estiramento e compressão) e a complexidade (heterogeneidade celular) que os modelos vasculares possuem.
A fim de criar um modelo vascular que fosse fisiologicamente mais representativo ao do corpo humano, um grupo de pesquisadores da Universidade do Texas, decidiu utilizar duas tecnologias de fronteira: A Bioimpressão 3D e a Nanotecnologia.
Para mimetizar a anatomia vascular de forma mais precisa, a Biotinta escolhida deve possuir características como: (I) Biocompatibilidade, (II) Boa printabilidade e (III) Estabilidade estrutural para suportar a maturação do construído Bioimpresso. Embora a primeira vista possa parecer algo simples de ser alcançado, combinar essas três propriedades em um único material ainda é um dos grandes desafios na área de Bioimpressão de Tecidos e Órgãos.
Dentro desse contexto, o grande diferencial do estudo foi ter utilizado componentes em escala nanométrica para compor a Biotinta. O sinergismo entre Nanotecnologia e Engenharia Tecidual é uma tendência, uma vez que nanomateriais apresentam diversas propriedades que são mais aprimoradas, quando comparado com a sua mesma versão em macro escala.
A biotinta utilizada foi composta de: Metacrilato de gelatina (GelMa), poli (etilenoglicol) diacrilato (PEGDA), nanoargilas, células endoteliais e células de músculo liso. O compósito gerado de GelMa-PEGDA-Nanoargila, permite interações celulares e propriedades mecânicas ajustáveis, enquanto ainda mantém uma rede estabilizada para Bioimpressão por extrusão. Resultando em uma biotinta com alta fidelidade anatômica.
A Bioimpressão das biotintas, gerou construídos vasculares anatomicamente precisos, com alta viabilidade celular e capazes de suportar os estresses mecânicos, similares com os quais os vasos in vivo sofrem. Além dos construídos saudáveis de vasos, os autores também conseguiram mimetizar vasos com tromboinflamação.
A biofabricação de construídos vasculares, que sejam anatomicamente e funcionalmente fiéis ao in vivo, tem aplicabilidades que vão além da Engenharia Tecidual. Podendo ser utilizados como modelos de estudo, aumentando o entendimento mecanicista de patologias, como a síndrome tromboinflamatória obstrutiva dos vasos pulmonares, ocasionada pelo vírus Sars-CoV-2.
A tecnologia de Bioimpressão é altamente versátil e tende a cada vez mais ser empregada tanto nos setores industriais quanto acadêmicos. Isto porque, atualmente, é a única estratégia de Biofabricação que permite gerar construídos tissulares robustos e heterogêneos, como nunca antes foi alcançado. É uma área multidisciplinar, onde profissionais com diferentes expertises podem contribuir!! Ficou interessado e quer se aprofundar mais nessa área? Acesse a nossa plataforma EAD e confira os diversos cursos que temos na área de Biofabricação e Bioimpressão 3D!
Referência
GOLD, Karli A.; SAHA, Biswajit; PANDIAN, Navaneeth Krishna Rajeeva; WALTHER, Brandon K.; PALMA, Jorge A.; JO, Javier; COOKE, John P.; JAIN, Abhishek; GAHARWAR, Akhilesh K.. 3D Bioprinted Multicellular Vascular Models. Advanced Healthcare Materials, [S.L.], p. 2101141, 26 jul. 2021. Wiley. http://dx.doi.org/10.1002/adhm.202101141.
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