Batidas musculares cardíacas impressas em 3D

22 de agosto de 2023 Conn Hastings Cirurgia Cardíaca, Cardiologia, Materiais, Medicina

Pesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A. Paulson de Harvard desenvolveram uma técnica que lhes permite imprimir em 3D um ventrículo cardíaco, que pode então continuar a bater ritmicamente. A tecnologia poderá permitir aos investigadores criar modelos cardíacos para testar novos medicamentos cardíacos e pode até abrir caminho para componentes cardíacos totalmente implantáveis. O método envolve o uso de fiação rotativa para criar pequenas fibras que são então infundidas em uma tinta de hidrogel imprimível. Quando impressa em 3D, essa tinta mantém sua estrutura impressa e os cardiomiócitos dentro dela se alinham ao longo da direção das fibras incluídas. Quando estimulada pela eletricidade, a estrutura bate ao longo da orientação das fibras, dando aos pesquisadores bastante controle sobre seu comportamento. A técnica poderia desbloquear modelos cardíacos mais avançados para testes de drogas e também permitir medicina personalizada para pacientes cardíacos.

A bioengenharia oferece um enorme potencial na substituição de tecidos doentes, mas um bom benefício colateral à medida que avançamos no sentido de recapitular com precisão esses tecidos no laboratório é a criação de modelos in vitro avançados para testes de medicamentos e medicina personalizada. Os pacientes cardíacos estão preparados para se beneficiar de tais avanços com esta tecnologia mais recente, que utiliza tinta gel com infusão de fibra (FIG) como meio para impressão 3D de componentes cardíacos.

“As pessoas têm tentado replicar estruturas e funções de órgãos para testar a segurança e eficácia dos medicamentos, como forma de prever o que pode acontecer no ambiente clínico”, disse Suji Choi, investigador envolvido no estudo. “Este conceito é amplamente aplicável – podemos usar nossa técnica de fiação de fibras para produzir fibras de maneira confiável nos comprimentos e formatos que desejarmos.”

A abordagem envolve primeiro o uso de fiação rotativa para criar finas fibras de gelatina, que é um pouco semelhante à forma como o algodão doce é criado. Um pesquisador de pós-doutorado envolvido no projeto, chamado Luke MacQueen, teve a ideia de que a infusão dessas fibras em uma tinta de hidrogel imprimível poderia ajudá-la a manter sua forma após a impressão.

“Quando Luke desenvolveu este conceito, a visão era ampliar a gama de escalas espaciais que poderiam ser impressas com impressoras 3D, eliminando o limite inferior, levando-o até a escala nanométrica”, disse Kit Parker, pesquisador envolvido. no estudo. “A vantagem de produzir as fibras com fiação a jato rotativo em vez de eletrofiação é que podemos usar proteínas que de outra forma seriam degradadas pelos campos elétricos na eletrofiação.”

Depois de impressos, os cardiomiócitos dentro do gel se alinham ao longo das fibras e baterão nessa orientação quando estimulados com eletricidade.

Estudo publicado na revista Nature Materials: Andaimes de gel com infusão de fibra guiam o alinhamento de cardiomiócitos em ventrículos impressos em 3D

Via: Harvard

Conn Hastings

Conn Hastings recebeu um PhD do Royal College of Surgeons da Irlanda por seu trabalho em distribuição de medicamentos, investigando o potencial de hidrogéis injetáveis ​​para fornecer células, medicamentos e nanopartículas no tratamento de câncer e doenças cardiovasculares. Após obter seu doutorado e completar um ano de pesquisa de pós-doutorado, Conn seguiu carreira na publicação acadêmica, antes de se tornar escritor e editor científico em tempo integral, combinando sua experiência nas ciências biomédicas com sua paixão pela comunicação escrita.