Implante de impressora 3D contém rede de vasos sanguíneos


Usando açúcar, silicone e uma impressora 3D, uma equipe de bioengenheiros da Universidade Rice e cirurgiões da Universidade da Pensilvânia criaram um implante com uma  rede de vasos sanguíneos que aponta para um futuro  crescente  de tecidos sobresselentes e órgãos para transplante.

A pesquisa pode fornecer um método para superar um dos maiores desafios da medicina regenerativa: Como fornecem oxigênio e nutrientes para todas as células de um implante órgão ou tecido artificial que leva dias ou semanas para crescer no laboratório antes da cirurgia.

O novo estudo foi realizado por uma equipa de investigação liderada por Jordan Miller, professor assistente de bioengenharia no arroz, e Pavan Atluri, professor assistente de cirurgia na Universidade da Pensilvânia.O estudo mostrou que o sangue fluiu normalmente através de construções de teste que foram cirurgicamente ligadas aos vasos sanguíneos nativos. O relatório foi publicado na revista  Engenharia de Tecidos Parte C: Métodos .

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Miller disse que um dos obstáculos de Engenharia grandes tecidos artificiais, tais como fígado ou rins, é manter as células no interior  vivas. engenheiros de tecidos tipicamente invocada a capacidade do próprio corpo a crescer vasos sanguíneos por exemplo:  através da implantação de andaimes e engenharia de tecidos dentro do corpo, à espera de vasos sanguíneos a partir de tecidos próximos a se espalhar para as construções de engenharia. Miller disse que esse processo pode levar semanas, e as células no interior das construções, muitas vezes morrem de fome ou morrer por falta de oxigênio antes de serem alcançadas pelos vasos sanguíneos se aproximando lentamente.

“Tivemos uma teoria de que talvez nós não devêssemos esperar”, disse Miller. “Nós quisemos saber se havia uma maneira de implantar uma construção impressa em 3D onde poderíamos conectar artérias hospedeiras diretamente para a construção e obter perfusão imediatamente. Neste estudo, nós estamos dando o primeiro passo para a aplicação de uma analogia com a cirurgia de transplante para o 3D impresso construções que fazemos no laboratório “.

Miller e a sua equipe pensatram a longo prazo sobre o que as necessidades seriam de transplante de grandes tecidos feitos em laboratório. “O que um cirurgião necessita para fazer a cirurgia de transplante não é apenas uma massa de células; o cirurgião precisa de uma entrada do vaso e uma saída que pode ser conectado diretamente a artérias e veias “, disse ele. Bioengenharia estudante Samantha Paulsen e técnico de pesquisa Anderson Ta trabalharam juntas para desenvolver uma construção à prova de conceito – uma pequena gel de silicone sobre o tamanho de um urso gummy doces pequenos – usando a impressão 3D. Mas em vez de imprimir uma construção toda diretamente, os pesquisadores fabricados modelos de sacrifício para os navios que seriam dentro da construção.

É uma técnica  pioneira por Miller em 2012  - e inspirado pelas gaiolas de vidro de açúcar intrincados criados por chefs de pastelaria para sobremesas enfeite.

Usando uma impressora 3D de código aberto que estabelece filamentos individuais de vidro de açúcar, uma camada de cada vez, os pesquisadores impressa uma rede de supostos vasos sanguíneos. Uma vez que o açúcar endurecido, que colocou em um molde e derramado em gel de silicone. Depois o gel curado, a equipe de Miller dissolvido o açúcar, deixando para trás uma rede de pequenos canais na silicone.

“Eles ainda não se parecem com os vasos sanguíneos encontrados em órgãos, mas eles têm algumas das características-chave relevantes para um cirurgião de transplante”, disse Miller. “Criámos uma construção que tem uma entrada e uma saída, que são cerca de 1 milímetro de diâmetro, e estes ramo principal de navios em vários vasos mais pequenos, que são cerca de 600 a 800 microns.”

Colaborando cirurgiões em Penn no grupo de Atluri conectado a entrada ea saída do gel projetado para uma artéria principal em um modelo animal de pequeno porte. Usando a tecnologia Doppler, a equipe observou e do fluxo sanguíneo medido por meio da construção e descobriu que ele resistiu a pressões fisiológicas e permaneceu aberta e desobstruída por até três horas.

“Este estudo fornece um primeiro passo para o desenvolvimento de um modelo de transplante para engenharia de tecidos onde o cirurgião pode se conectar diretamente a uma artérias da engenharia de tecidos”, disse Miller.

“No futuro, pretendemos utilizar um material biodegradável que também contém células vivas próximos a esses vasos para transplante direto e acompanhamento a longo prazo.”

Fonte:MDTMAG



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