Pasta impressa em 3D poderá revolucionar a saúde dos ossos

Já lhe mostramos algumas utilidades aparentemente peculiares da impressão 3D. Desde meios de transporte, edifícios e comida, até órgãos muito semelhantes aos humanos, de forma a disponibilizar opções artificiais para necessidades reais.

Então, depois de várias tentativas experimentadas pelos bioengenheiros, como hidrogel, uma equipa de investigadores desenvolveu uma pasta que pode ser impressa em 3D e ajudar na saúde dos ossos.

Pasta pode ser impressa diretamente no corpo do paciente

Contrariamente aos tecidos vivos que constituem o corpo humano, os ossos não são um tecido unicamente vivo. Por sua vez, são uma mistura de compostos vivos e inorgânicos que culminam numa estrutura rígida e complexa.

Por esta razão, tem sido difícil para os bioengenheiros encontrar uma forma de replicar ossos humanos. Aliás, experimentaram já diferentes materiais, como hidrogel, biocerâmica e termoplásticos.

Agora, uma equipa de bioengenheiros da Universidade de New South Wales, em Sydney, Austrália, desenvolveu uma pasta cerâmica que pode ser impressa em 3D, com células vivas, à temperatura ambiente e sem a necessidade de incluir produtos químicos agressivos.

De acordo com os investigadores, a nova técnica poderia eventualmente ser utilizada para imprimir o osso diretamente no corpo de um paciente. Além disso, representa uma notável melhoria relativamente às tecnologias e tentativas anteriores.

Em contraste com os materiais anteriores, a nossa técnica oferece uma forma de imprimir construções in situ que imitam a estrutura e a química do osso.

Revela o coautor do estudo Iman Roohani, bioengenheiro da escola de química da UNSW.

Pasta 3D criada pelos bioengenheiros fez sucesso nos testes

O padrão atual de reparação de ossos é a realização de um enxerto ósseo autólogo. A saber, este consiste em levar osso de um local abundante, geralmente do próprio paciente, de forma a coloca-lo onde é necessário. Contudo, não é o processo mais viável, nem o mais seguro.

Então, de forma a criar uma estrutura óssea verosímil, a equipa da UNSW desenvolveu, durante dois anos, um material biologicamente compatível. Uma vez mantido à temperatura ambiente, o material constituído por fosfato de cálcio forma uma pasta.

No entanto, quando colocado numa solução gelatinosa, dá-se uma reação química que endurece essa pasta e a transforma numa estrutura nanocristalina porosa muito semelhante ao tecido ósseo humano.

De acordo com os bioengenheiros, a técnica chama-se bioimpressão omnidirecional de cerâmica em suspensão celular (COBICS) e pode ser adaptada a outras impressoras 3D. Isto, na medida em que técnica é semelhante, variando apenas o tipo de aplicação.

De forma a imprimir com essa pasta, os especialistas equiparam uma impressora 3D, a Hyrel 3D Engine HR, com um difusor personalizado. Posteriormente, utilizaram pequenas agulhas, de 0,2 a 0,8 mm, que extraíram a pasta para uma solução gelatinosa a 37º Celsius.

Em testes, a equipa imprimiu pequenas estruturas ósseas, com até meio centímetro cúbico, num banho gelatinoso que continha células que formam ossos humanos, bem como outro tipo de células humanas.

Então, a pasta integrou as células vivas na estrutura, tendo estas aderido e proliferado durante várias semanas após a impressão 3D. Notavelmente, a experiência registou 95% de viabilidade.

Uma técnica de impressão 3D versátil

Atualmente, a equipa está a trabalhar no banho gelatinoso para que amostras maiores possam ser impressas. Ao mesmo tempo, iniciou uma série de testes em animais, a fim de perceber se a técnica é viável para a reparação de lesões mais significativas, além dos enxertos ósseos autólogos.

Uma vez regulamentada, a técnica de impressão 3D poderá ter inúmeras aplicações médicas e de investigação. De entre elas, a reparação de ossos danificados por traumas ou doenças como o cancro, bem como o estudo do peculiar microambiente do osso.

O estudo foi publicado na revista científica Advanced Functional Materials.