Novo sistema robótico pode imprimir células em 3D em órgãos dentro do corpo

NA, 28/02/2023 

Por Paul MacClure 

O potencial da bioimpressão 3D foi expandido ainda mais graças ao trabalho de engenheiros da Universidade de New South Wales (UNSW), que desenvolveram um braço robótico macio que pode imprimir diretamente em órgãos e tecidos dentro do corpo humano.

Nos últimos anos, o uso da tecnologia de impressão 3D para criar biomateriais que incorporam células vivas (biotintas) e medicamentos surgiram para tratar uma série de condições, criando, por exemplo, adesivos cardíacos ou gastrointestinais.

Atualmente, a bioimpressão é usada principalmente para pesquisa e desenvolvimento de novos medicamentos. Requer o uso de grandes impressoras 3D para criar construções que são implantadas cirurgicamente no corpo, o que acarreta seus próprios riscos, incluindo lesões nos tecidos e risco de infecção. Como os biomateriais são geralmente estruturas frágeis e macias, eles podem ser danificados pelo manuseio manual durante o processo de implantação.

体内の臓器に細胞を3Dプリントする研究が進んでいます。腹腔鏡手術の器具の先端に3DP機能を追加することで、人体に空けた10ｍｍ程度の穴を介して体内で3DPを行います。電気メスで対象部位を切除した後、洗浄し、3DPで細胞を造形することで組織の早期修復を狙います。ついに生体内に3DPがやってきた！ pic.twitter.com/jw34PyIBfB

— ナムチャン 南原 徹也/Nambara Tetsuya ＠甲子化学工業/KOUSHI HOTAMET (@namchan_koushi) March 5, 2023

Outro desafio comum no uso de construções 3D criadas externamente é que pode haver uma incompatibilidade entre a construção e a superfície do tecido na qual ela é implantada. A implantação de biomateriais diretamente nos tecidos-alvo oferece uma solução promissora.

Engenheiros da UNSW desenvolveram um braço robótico flexível em miniatura que pode ser inserido no corpo como um endoscópio e fornecer biomateriais diretamente na superfície de órgãos e tecidos.

O dispositivo de prova de conceito, chamado F3DB, é controlado externamente e compreende um braço robótico longo e flexível, no final do qual fica uma cabeça giratória altamente manobrável que "imprime" a biotinta por meio de um bico multidirecional em miniatura.

“As técnicas de bioimpressão 3D existentes exigem que os biomateriais sejam produzidos fora do corpo e implantá-los em uma pessoa geralmente exigiria uma grande cirurgia de campo aberto, o que aumenta os riscos de infecção”, disse Thanh Ngo Do, autor correspondente do estudo.

“Nossa bioimpressora 3D flexível significa que os biomateriais podem ser entregues diretamente no tecido ou órgão alvo com uma abordagem minimamente invasiva”, disse Do. “Nosso protótipo é capaz de imprimir em 3D biomateriais multicamadas e diferentes tamanhos e formas em áreas confinadas e de difícil acesso, graças ao seu corpo flexível.”

Depois que o F3DB termina de imprimir em uma área, ele pode ser direcionado para outro local para iniciar o processo novamente. Isso significa que o dispositivo pode ser usado para imprimir biomateriais em áreas amplas, incluindo toda a superfície de órgãos como cólon, estômago, coração e bexiga, algo que não pode ser feito com os atuais dispositivos de bioimpressão.

Os engenheiros testaram o F3DB fora do corpo em superfícies planas e curvas, inclusive dentro de um cólon artificial e na superfície de um rim de porco, usando chocolate, gel composto e biomateriais para imprimir formas diferentes com precisão.

É importante ressaltar que eles descobriram que as células não foram afetadas pelo processo de impressão e, após a impressão, a maioria das células ainda estava viva.

Além de imprimir biomateriais, o aparelho funciona como um aparelho endoscópico comum, limpando estruturas com jatos de água, marcando lesões e dissecando tecidos.

“Comparado com as ferramentas cirúrgicas endoscópicas existentes, o F3DB desenvolvido foi projetado como uma ferramenta endoscópica completa que evita o uso de ferramentas mutáveis ​​que normalmente estão associadas a um tempo de procedimento mais longo e riscos de infecção”, disse Mai Thanh Thai, principal autor(a) do estudo.

Atualmente, nenhum dispositivo disponível comercialmente pode imprimir em tecidos e órgãos internos. A equipe por trás do F3DB diz que, com mais desenvolvimento, o dispositivo deve estar pronto para uso por profissionais de saúde dentro de cinco a sete anos.

O estudo foi publicado na revista Advanced Science.

Fonte: Universidade de New South Wales

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Fonte:https://newatlas.com/medical/novel-robotic-system-3d-printing-inside-body/