O método, que é publicado e descrito na revista Science, reproduz as complexas estruturas biológicas do corpo usando a sua proteína mais abundante - o colagénio - com o mais alto nível de precisão já alcançado em laboratório. As estruturas são depois integradas com células vivas e capilares a uma resolução de 20 micrometros, muito maior do que a da maioria das impressoras 3D usadas para criar estruturas de plástico.
"O que pudemos mostrar foi que se pode imprimir em 3D uma válvula cardíaca de colágenio", disse à agência de notícias France-Presse Adam Feinberg, co-autor do artigo e professor de engenharia biomédica na Universidade Carnegie Mellon.
"Ainda não as colocámos em um animal, mas construímos um sistema (...) que pode simular a pressão e a taxa de fluxo do sangue do corpo humano" e "mostrámos que funciona", adianta.
Sucesso em laboratório
A equipa usou exames de ressonância magnética de corações humanos para reproduzir partes específicas do paciente, que alcançaram resultados como batimento sincronizado e abertura e fechamento das válvulas.
Em abril, uma equipa israelita revelou uma impressão 3D de um coração com tecido e vasos humanos, mas o órgão não tinha capacidade de bombear sangue.
As tentativas anteriores de criar estas estruturas, conhecidas como matrizes extracelulares, foram prejudicadas por limitações que resultaram na baixa fidelidade do tecido e baixas resoluções.
O colágenio, que é um biomaterial ideal para estes projetos, pois é encontrado em todos os tecidos do corpo humano, é fluido, razão pela qual, inicialmente, ao tentar-se imprimi-lo, se tornava gelatinoso. Mas os cientistas da Universidade Carnegie Mellon foram capazes de lidar com o problema utilizando mudanças rápidas do pH para que o colágenio solidificasse de forma controlada e rápida.
"Esta é a primeira versão de uma válvula, de modo que qualquer coisa que projetemos como produto ficará cada vez melhor", garantiu Feinberg.
Utilidade iminente
Num comentário adjacente publicado na Science, os engenheiros biomédicos Queeny Dasgupta e Lauren Black, da Universidade de Tufts, e que não estiveram envolvidos nesta investigação, escreveram: "Outros métodos de impressão de vasculatura ou impressão de colágenio foram demonstrados, mas não atingiram a precisão ou resolução" deste novo método.
Estes investigadores acrescentaram que a nova técnica cria estruturas "que aumentam substancialmente a viabilidade celular" e a angiogénese, a formação de novos vasos sanguíneos.
A técnica pode vir a ajudar pacientes que esperam por um transplante cardíaco, mas primeiro terá que ser validada com testes em animais e, eventualmente, em humanos. "Acho que a curto prazo, servirá para reparar um órgão já existente", como um coração com perda de funcionamento por um enfarte ou um fígado degradado, explicou Feinberg.
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