A descoberta aconteceu, como tantas descobertas, por acidente.
Adam Jakus, então pesquisador de pós-doutorado em ciência dos materiais na Universidade Northwestern, estava trabalhando com a "tinta" biológica que seu laboratório usa para imprimir ovários em 3D. No início deste ano, a tinta do tecido foi usada com sucesso para construir ovários que realmente funcionavam, levando ao nascimento de filhotes de ratos saudáveis. De pé embaixo do capô do laboratório, Jakus derrubou o contêiner, derramando-o no banco do laboratório. No momento em que ele foi limpá-lo, formou uma folha sólida.
"Foi ótimo", disse Jakus. “Se você faz um novo biomaterial e não consegue pegá-lo ou se desfaz quando o pega, é inútil.
"Eu tive esta lâmpada disparada - 'podemos fazer isso com todos os outros tecidos que estamos trabalhando em nosso laboratório'".
Então Jakus e seus colegas começaram a testar sua hipótese. Eles deliberadamente derramou tinta ou moldou-a em moldes para criar folhas planas. Eles testaram vários tipos de tintas bio, feitas com diferentes órgãos ou tecidos. Para os órgãos, eles procuraram os açougueiros locais em Chicago, comprando corações de porco, fígados de porco e várias carnes musculares. Para criar as tintas, elas "decelularizaram" os órgãos ou tecidos, o que significa que removeram as células, deixando para trás as proteínas estruturais conhecidas como matriz extracelular. Este processo já estava bem estabelecido a partir do trabalho do laboratório com impressão 3D. Os órgãos descelularizados foram então secos a um pó e combinados com um polímero, depois fundidos em papel.
Os papéis resultantes contêm traços dos produtos químicos e da arquitetura de proteínas dos órgãos de que foram feitos. Papéis de coração mantêm algumas de suas "memórias de coração", por assim dizer. Isso significa que os jornais têm o potencial de estimular as células próximas a se comportarem de maneiras específicas. Isso pode levar a uma variedade de usos, que vários laboratórios da Northwestern estão investigando.
Um laboratório de ciências reprodutivas da universidade está testando papel de tecido ovariano para produzir folículos ovarianos (células que produzem óvulos e hormônios). Os folículos produzidos em papel produziram com sucesso os hormônios corretos. Em teoria, uma tira de papel de tecido ovariano poderia ser implantada sob a pele de uma mulher que perdeu a função hormonal devido a doença ou quimioterapia, potencialmente restaurando sua função hormonal e sua fertilidade.
Os documentos também poderiam ajudar os ovários impressos em 3D a dar o salto de ratos para humanos. Os ovários dos camundongos têm um saco de gordura ao redor deles, o que torna fácil implantar um ovário impresso em 3D dentro de um corpo de camundongo. Os humanos não têm esse saco de gordura, então implantar um ovário seria muito mais difícil. Mas os papéis tissue poderiam ser usados para fazer um saco artificial para implantar um ovário impresso em 3D, diz Jakus.
Papéis de tecido muscular também podem ajudar na cicatrização e reconstrução de feridas.
"Cirurgiões plásticos disseram que seriam perfeitos para o reparo e regeneração do músculo facial", diz Jakus. "É fino, então é perfeito para os músculos planos e intrincados do rosto."
Isso poderia ajudar as pessoas cujos músculos faciais foram danificados por trauma ou cirurgia plástica mal feita, diz Jakus, bem como por crianças que nasceram com defeitos congênitos da face.
Os papéis de tecido são similares aos da massa, diz o coautor do estudo Ramille Shah, chefe do laboratório onde Jakus teve seu vazamento acidental. Quando secos, eles podem ser empilhados em uma geladeira ou freezer. Eles podem até ser dobrados muitas vezes - a Jakus os dobrou em minúsculos pássaros de origami. Quando molhado, os papéis não se desintegram como o papel da impressora, mas podem ser enrolados, dobrados, cortados e costurados.
A medicina regenerativa - fabricar novos órgãos e tecidos através de impressão 3D e outras técnicas - tem sido a fonte de muita emoção nos últimos anos. Também é gerada alguma controvérsia, com os críticos se perguntando se suas promessas estão superestimadas, já que a verdadeira utilidade para os humanos pode estar a muitos anos no futuro.
O próximo passo para os novos trabalhos será mais testes em animais, diz Jakus. Ele estima que alguns papéis tissue, especialmente os papéis musculares, poderiam ser usados em salas de cirurgia dentro de cinco anos. Um uso humano para papeis de ovário pode levar mais alguns anos, diz ele. Em 20 anos, Jakus diz que gostaria de ver papéis de tecido sendo usados em conjunto com a tecnologia de impressão 3D para criar estruturas biológicas complexas. Por exemplo, um osso impresso em 3D pode ser cercado por músculos e nervos, recriando uma perna gravemente danificada em um acidente. Há também o potencial de um dia usar tecnologia de impressão 3D e papéis tissue juntos para fazer órgãos completos para o transplante.
"Fazer os papéis tissue foi relativamente fácil", diz Jakus. "A parte difícil é realmente testá-los."
A pesquisa foi publicada no início deste mês na revista Advanced Functional Materials .
