Pesquisadores 3D bioprint realista modelo de coração humano pela primeira vez
Um novo método é capaz de criar modelos realistas do coração humano, o que poderia melhorar muito a forma como os cirurgiões treinam para procedimentos complexos.
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Crédito: Carnegie Mellon University College of Engineering- A bioimpressão 3D envolve o uso de impressoras carregadas com materiais biocompatíveis para fabricar estruturas vivas ou naturais.
- Em um artigo recente, uma equipe de engenheiros da Faculdade de Engenharia da Carnegie Mellon University desenvolveu uma nova maneira de bioimpressão 3D de um modelo realista do coração humano.
- O modelo é flexível e forte o suficiente para ser suturado, o que significa que pode melhorar a forma como os cirurgiões se treinam para cirurgias cardíacas.
Uma equipe de engenheiros criou um novo método para bioimpressão 3D de modelos realistas e em tamanho real do coração humano. O desenvolvimento pode melhorar a forma como os cirurgiões se treinam para procedimentos complexos e pode representar um marco no caminho para a bioimpressão 3D de órgãos humanos funcionais.
Órgãos impressos em 3D não são uma novidade. Mas as técnicas atuais produzem modelos que não parecem ou se comportam como órgãos reais, porque os materiais de impressão são muito rígidos ou muito macios. Para criar modelos melhores, Adam Feinberg, professor de engenharia biomédica na Carnegie Mellon University, e seus colegas usaram uma técnica chamada FRESH, ou Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels.
A técnica, descrita em artigo publicado em Ciência e Engenharia de Biomateriais ACS , usa uma bioprinter 3D especializada para imprimir biomateriais macios em um banho de gelatina de hidrogel. Durante o processo de impressão, o banho de hidrogel auxilia na sustentação do delicado modelo do órgão, evitando que ele entre em colapso. Depois de impresso, a equipe aplica calor ao modelo, fazendo com que o hidrogel restante derreta.
Usando varreduras de ressonância magnética de um coração humano real, a equipe foi capaz de bioprint em 3D uma réplica precisa feita de alginato, um biomaterial acessível que é derivado de algas marinhas. Alginato, que tem sido usado em engenharia de tecidos e curativo por mais de uma década , tem propriedades semelhantes ao tecido cardíaco real e é flexível e forte o suficiente para ser suturado pelos cirurgiões. Isso o torna um material ideal para uso em cenários de treinamento em modelos de órgãos.
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'Agora podemos construir um modelo que não apenas permite o planejamento visual, mas permite a prática física', disse Feinberg em um demonstração . 'O cirurgião pode manipulá-lo e fazer com que ele realmente responda como um tecido real, de modo que, quando entrarem no local da operação, tenham uma camada adicional de prática realista nesse ambiente.'
A modelagem incorpora dados de imagem no objeto impresso em 3D final.
Crédito: Carnegie Mellon University College of Engineering
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A técnica FRESH atualmente não é capaz de bioprint modelos 3D nos quais células reais podem crescer e formar um coração funcional, mas métodos semelhantes podem algum dia tornar isso possível. Se os cientistas pudessem imprimir corações humanos funcionais, isso poderia ajudar a indústria da saúde a finalmente atender à demanda por transplantes de coração, que excede em muito a oferta .
'Embora ainda existam grandes obstáculos na bioimpressão de um coração humano funcional em tamanho real, estamos orgulhosos em ajudar a estabelecer sua base de base usando a plataforma FRESH ao mesmo tempo em que mostramos aplicações imediatas para simulação cirúrgica realista', disse Eman Mirdamadi, autor principal do artigo, em uma afirmação.
Enquanto isso, a equipe por trás da técnica FRESH espera usá-la para gerar modelos para outros órgãos, como rins e fígado.
