Impressão 3D de tecidos vivos, incluindo córnea, vasos sanguíneos e pele, não é uma tarefa fácil. Mas pelo menos são todos os tecidos vivos. O osso, pelo contrário, é uma mistura de compostos vivos e inorgânicos em uma matriz mineral altamente estruturada. Em outras palavras, o osso para impressão 3D é uma tarefa desafiadora.
É por isso que os bio-engenheiros tentaram tantos materiais diferentes para os ossos sintéticos, incluindo hidrogéis, termoplásticos e biocheramics. Recentemente, a equipe da Universidade de New South Wales (Austrália) desenvolveu "tinta cerâmica", que pode ser usada durante a impressão 3D à temperatura ambiente usando células vivas e sem o uso de produtos químicos rígidos, o que melhorou significativamente a situação em comparação com as tecnologias anteriores . De acordo com os pesquisadores, a nova tecnologia no final pode ser usada para imprimir ossos diretamente no corpo do paciente.
Informações sobre este desenvolvimento foi publicada na revista Avançado Funcional Materials.
Impressão 3D do tecido ósseo tem muitas aplicações médicas e de pesquisa - modelagem de doenças ósseas, triagem de drogas, estudo de microambiente ósseo único e, possivelmente, o mais importante é restaurar os ossos danificados em caso de lesão, câncer ou outras doenças.
O padrão ouro moderno para reparar o osso é o uso de transplante ósseo de outra parte do corpo do paciente. Infelizmente, o uso de tais enxertos está associado a um alto risco de infecção e não pode ser usado se a quantidade necessária de material ósseo for muito grande.
Na tentativa de criar o material ósseo sintético necessário, os cientistas universitários fizeram tinta, que podem ser impressas em um ambiente aquático, como o corpo. Após dois anos de trabalho, eles criaram um material biocompatível com base no fosfato de cálcio, que forma uma pasta à temperatura ambiente. Quando colocado no banho de gelatina ou em outra solução, ocorre uma reação química, e a pasta se solidifica na matriz nanocristalina porosa, semelhante à estrutura do tecido ósseo original.
Para impressão, eles usaram a impressora padrão 3D HR 3D com uma perda especial. Pequenas agulhas variando de 0,2 a 0,8 mm de tinta extrudida no banho de gelatina com uma temperatura de 37ºC. A tecnologia chamada Cobics (bioprinting cerâmica omnidirecional em suspensões celulares) pode ser adaptada a outras impressoras 3D, como impressoras portáteis e manuais que podem ser tomadas com você em uma sala cirúrgica.
Em seu recente trabalho, os cientistas imprimiram pequenas estruturas ósseas no banho de gelatina contendo células ósseas humanas e outros tipos de células humanas. A tinta solidificação introduziu células ao vivo na estrutura, e essas células chegaram após a impressão e começaram a se multiplicar. A eficácia da sobrevivência foi de 95%.
Atualmente, a equipe desenvolve um banho para imprimir amostras maiores e começou a realizar testes em pequenos animais para verificar se essa tecnologia pode restaurar uma grande ferida de forma tão eficiente quanto um transplante animado.