Revolucionando a bioimpressão com extrusão incorporada

Saúde -O EmVP supera o desafio de replicar as intrincadas estruturas e padrões de células em micro e macroescala.

Os cientistas introduziram uma técnica inovadora chamada Embedded Extrusion-Volumetric Printing (EmVP). Essa técnica supera os desafios da bioimpressão e cria modelos fisiologicamente relevantes. Como prova de conceito, o EmVP foi aplicado para criar modelos de comunicação intercelular inspirados na biologia sintética. A equipe de pesquisa publicou suas descobertas na revista Advanced Materials.

A técnica EmVP combina bioimpressão por extrusão e bioimpressão volumétrica ultrarrápida e sem camadas, permitindo o arranjo espacial de várias tintas ou tipos de células. Este método inovador aborda a limitação de replicar com precisão as intrincadas estruturas e padrões de células em micro e macroescala, o que tem dificultado a criação de modelos que se assemelham muito às condições fisiológicas.

Desenvolvido por uma equipe internacional de pesquisadores principalmente da Universidade de Utrecht, o EmVP tem o potencial de revolucionar a bioimpressão e suas aplicações em pesquisas médicas e outras indústrias. A técnica foi aplicada com sucesso para criar modelos complexos de comunicação intercelular inspirados na biologia sintética, fornecendo novos caminhos para a produção de enxertos regenerativos, desenvolvimento de sistemas vivos projetados e modelos avançados de doenças (metabólicas).

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Uma aplicação específica da técnica EmVP é o desenvolvimento de um modelo in vitro de uma rede neural, conforme demonstrado na tese de Dieuwke De Vos, um dos pesquisadores envolvidos no EmVP. De Vos e sua equipe usaram bioimpressão baseada em extrusão suspensa para estabelecer um modelo 3D in vitro de uma rede neural para estudar a doença de Parkinson, uma condição que afeta um número crescente de pessoas em todo o mundo e causa mau funcionamento das células do sistema nervoso central, resultando em tremores, rigidez, problemas de balanceamento e rigidez.

Os modelos tradicionais para estudar a doença de Parkinson incluem modelos 2D simplificados e modelos animais, ambos com limitações na replicação da doença humana. A técnica EmVP permite a impressão de tecido cerebral humano 3D para estudar a doença de Parkinson, fornecendo uma representação mais precisa do tecido afetado e oferecendo novas oportunidades para testes de drogas e aplicações de medicina personalizada.

Para desenvolver a técnica EmVP, a equipe de pesquisa criou microgéis responsivos à luz para serem usados ​​como bioresinas (µResinas) para bioimpressão volumétrica à base de luz. Essas µResinas fornecem um ambiente microporoso para o homing celular e a auto-organização, aumentando a diferenciação de múltiplas células-tronco/progenitoras, incluindo células vasculares, mesenquimais e neurais.

Ao ajustar as propriedades mecânicas e ópticas das micropartículas à base de gelatina, os pesquisadores puderam usá-las como um banho de suporte para impressão por extrusão suspensa. Esse processo envolve a impressão de biotintas contendo células vivas em um banho de suporte, o que evita o colapso da estrutura impressa e mantém as posições das células. A técnica EmVP permite a criação rápida de recursos de alta resolução contendo várias tintas e tipos de células, oferecendo vantagens sobre os métodos convencionais de bioimpressão.