Impressão 3D micrométrica com células vivas é avanço inédito na área de biomateriais

Claudio Y. Morassuti, um dos pesquisadores envolvidos no projeto.

Pesquisadores do CTI Renato Archer realizaram um feito inédito na América Latina: imprimir microestruturas tridimensionais por polimerização de dois fótons, com células vivas já integradas ao material. A façanha representa um grande avanço para o estudo de tecidos, e é um passo significativo em direção à medicina do futuro.

A Divisão de Tecnologias para Produção e Saúde da instituição introduziu células vivas retiradas da hipoderme de camundongos em um hidrogel biocompatível, um material propício à proliferação de culturas celulares. Essa mistura, chamada de biotinta, foi utilizada como matéria-prima para a construção de minúsculos scaffolds – estruturas tridimensionais repletas de microporos onde as células podem se multiplicar de maneira parecida à que ocorre no organismo.

Também chamados de arcabouços, os scaffolds são amplamente utilizados em pesquisas por permitirem a reprodução tridimensional da arquitetura e função de tecidos biológicos – ao contrário das culturas celulares em placas de Petri, onde as células crescem em um plano 2D. O mais comum é que células vivas sejam inseridas em arcabouços já impressos. “O que nós observamos é que as células tendem a ficar na superfície do scaffold, ou então elas descem até o fundo. Na prática, a cultura celular acaba se desenvolvendo de forma bidimensional, como numa placa”, explicam os pesquisadores Claudio Y. Morassuti e Luciana Trino Albano.

A grande vantagem de imprimir os scaffolds já com as células integradas ao material é que esse método garante que elas sejam distribuídas de maneira mais uniforme por toda a estrutura, contribuindo para um crescimento verdadeiramente tridimensional da cultura, como acontece no corpo. A dificuldade é fazer com que as células sobrevivam ao processo de impressão.

O CTI Renato Archer resolveu o problema empregando um equipamento de polimerização de dois fótons (ou 2PP) – uma técnica avançada de manufatura aditiva por varredura a laser com comprimento de onda de 780 nanômetros. Esse comprimento, na faixa do infravermelho próximo, não danifica as células; outros métodos de impressão 3D, pelo contrário, utilizam ondas na faixa do azul e do ultravioleta, que podem ocasionar morte celular, comprometendo a impressão de biotintas com materiais já cultivados.

O equipamento, de origem austríaca, foi adquirido pelo projeto EMUTISAUDE, financiado pela Finep e coordenado pela diretora do CTI, Juliana Daguano, e pelo tecnologista Izaque Maia. O 2PP permite a construção de estruturas complexas com resolução submicrométrica; os scaffolds impressos no experimento têm apenas 3 milímetros de diâmetro e 700 micrômetros de altura. O tamanho pequenino, entretanto, contém a promessa enorme de um conhecimento cada vez mais avançado sobre o funcionamento dos tecidos biológicos.

Scaffold fabricado por método 2PP, similar ao utilizado no projeto.

Scaffold repleto de células vivas, observado com microscópio após três dias de incubação.

Divisão de Relações Institucionais

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