O que não é possível construir uma impressora 3D? O número de respostas possíveis para essa questão diminuiu exponencialmente nos últimos anos, à medida que as máquinas de alta tecnologia continuam produzindo objetos e objetos sólidos a partir de projetos de computadores.
Nos últimos meses, assistimos a inúmeros novos produtos e protótipos, abrangendo uma série de indústrias, desde chuteiras e canetas de futebol até peças e armas de foguetes de aço. No mês passado, a tecnologia ajudou a substituir 75 por cento do crânio danificado de uma pessoa, e esta semana restaurou o rosto de um homem depois que ele perdeu metade do câncer, quatro anos atrás.
Hoje, um novo estudo sugere que o material impresso em 3D poderia, um dia, imitar o comportamento das células no tecido humano. O estudante de pós-graduação Gabriel Villar e seus colegas da Universidade de Oxford desenvolveram sólidos minúsculos que se comportam como tecidos biológicos. O delicado material se assemelha fisicamente ao cérebro e tecido adiposo, e tem a consistência de borracha macia.
Para criar este material, uma máquina de impressão 3D especialmente projetada seguiu um diagrama programado por computador e ejetou dezenas de milhares de gotículas individuais de acordo com uma rede tridimensional especificada. Como visto no vídeo acima, seus bicos se movem em vários ângulos para estabelecer a posição de cada minúsculo cordão. Cada gota pesa cerca de um picolitro - que é um trilionésimo de litro - uma unidade usada para medir o tamanho de gotículas de impressoras a jato de tinta, cuja tecnologia de bico funciona da mesma maneira para consolidar minúsculos pontos de líquido em imagens completas e palavras no papel.
As gotículas de líquido continham compostos bioquímicos encontrados nas células dos tecidos. Revestido de lipídios - gorduras e óleos os minúsculos compartimentos aquosos grudavam-se, formando uma forma coesiva e auto-sustentada, com cada conta dividida por uma membrana fina e única, semelhante às bicamadas lipídicas que protegem nossas células.
Várias redes de gotas impressas em 3D. Imagem cortesia de Gabriel Villar, Alexander D. Graham e Hagan Bayley (Universidade de Oxford)
As formas que as gotículas impressas formaram permaneceram estáveis por várias semanas. Se os pesquisadores abalassem o material levemente, as gotículas poderiam se tornar deslocadas, mas apenas temporariamente. O tecido projetado rapidamente voltou à sua forma original, um nível de elasticidade que os pesquisadores dizem ser comparável às células dos tecidos moles em humanos. A intrincada treliça das bicamadas lipídicas de uma rede parecia manter as “células” juntas.
Em algumas das redes de gotículas, a impressora 3D construiu poros na membrana lipídica. Os buracos imitavam os canais de proteínas dentro das barreiras que protegem as células reais, filtrando moléculas importantes para o funcionamento e a saída das células. Os pesquisadores injetaram nos poros um tipo de molécula importante para a comunicação célula a célula, que fornece sinais para várias células para que funcionem. juntos como um grupo. Embora o material impresso em 3D não pudesse replicar exatamente como as células propagam os sinais, os pesquisadores dizem que o movimento da molécula através de vias definidas lembra a comunicação elétrica dos neurônios no tecido cerebral.
A água permeava prontamente as membranas da rede, mesmo quando os poros não estavam embutidos em sua estrutura. As gotículas inchavam e encolhiam pelo processo de osmose, tentando estabelecer um equilíbrio entre a quantidade de água que elas continham e a quantidade que as cercava do lado de fora. O movimento da água foi suficiente para levantar as gotas contra a gravidade, puxando e dobrando-as, imitando a atividade muscular no tecido humano.
Os pesquisadores esperam que essas redes de gotículas possam ser programadas para liberar drogas após um sinal fisiológico. Células impressas poderiam um dia ser também integradas em tecidos danificados ou em falha, fornecendo andaimes extras ou até mesmo substituindo células defeituosas, talvez até suplantando alguns dos 1, 5 milhão de transplantes de tecidos que ocorrem nos Estados Unidos a cada ano. O potencial parece ser maior para os transplantes de tecido cerebral, já que os engenheiros médicos estão atualmente tentando desenvolver células cerebrais no laboratório para tratar doenças progressivas como a doença de Huntington, que destrói lentamente as células nervosas.
Seja crescendo o tecido humano ou ouvidos inteiros, a tecnologia de impressão 3D está em pleno andamento no campo da medicina, e inúmeros pesquisadores, sem dúvida, irão se aventurar nos próximos anos.
