Bioimpressão. Introdução à eletrónica médica Bioengenharia. Letícia Freitas nº35510

Transcrição

1 Bioimpressão Introdução à eletrónica médica Bioengenharia Letícia Freitas nº35510

2 2 Bioimpressão

3 Biompressão é uma extensão da tradicional impressão 3D. Pode produzir tecido vivo, osso, veias sanguíneas e, potencialmente, todos os órgãos para procedimentos médicos, treino e testes. A complexidade do corpo humana na impressão 3D torna-a mais lenta que a impressão habitual. 3

4 Pode fornecer a oportunidade de gerar tecido específico para o paciente para o desenvolvimento de tratamentos precisos, direcionados e completamente personalizados. Contudo, ainda há um longo caminho a percorrer até que se possam criar órgãos plenamente funcionais e viáveis para o transplante humano. Biofabrication can be defined as the production of complex living and non-living biological products from raw materials such as living cells, molecules, extracelular matrices, and biomaterials. - Mironov et al.,2015 4

5 Funcionamento impressora 3D Trabalham em 3 dimensões (eixo x,y,z). Conseguem-se movimentar para cima, baixo, esquerda,direita, para a frente e para trás e distribuem os materiais de impressão camada por camada para fazer a impressão do objeto- fabricação aditiva. Para criar um objeto em 3D necessita-se de um blueprint -um ficheiro digital criado através de um software de modelação. 5

6 O modelo digital no computador é depois enviado para a impressora. À medida que o ficheiro blueprint é lido a impressora desloca-se nos 3 eixos, 3 dimensões para construir o objeto. Cada camada adquire uma forma sólida através de um processo de arrefecimento, reação química induzida pela luz, ou pela mistura de diferentes soluções introduzidas na impressora. As camadas mais recentes aderem às anteriores de forma a criar um item estável e coeso. 6

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8 Bioimpressora3D Funcionam quase da mesma forma que uma impressora 3D habitual, contudo, a maior diferença é que deposita camadas de um biomaterial que pode incluir células vivas, para construir estruturas complexas tais como veias sanguíneas ou tecidos. 8

9 Materiais utilizados pela bioimpressora Bio ink É o mais utilizado como material na maioria das impressoras de órgãos. É composta principalmente por hidrogéis. As reações químicas que acontecem são controladas. São adicionados outros produtos químicos para obter as células necessárias. 9

10 Materiais biodegradáveis São feitos principalmente de polímeros. São usados na bioimpressãopara conseguir a estrutura scaffold para o órgão. Inicialmente, quando o órgão é impresso para completamente preenchido, mas após um período de tempo o material começa a degradar-se até desaparecer, obtendo-se a estrutura scaffold desejada. 10

11 Células vivas Cada tecido tem um diferente tipo de células. As células necessárias (células do rim, pele, etc) são retiradas do paciente e cultivadas até criar a bio ink, que é depois colocada na impressora. Nem sempre é possível obter estas células, e como tal recorre-se ao uso de células estaminais do paciente-estas células têm a capacidade de desenvolver qualquer tipo de células de diferentes tecidos. 11

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13 O modelo computorizado é usualmente baseado em scans feitos ao paciente, enquanto que a impressora deposita as células precisamente onde são necessárias. Este processo requer um número elevado de horas e o objeto é construído utilizando várias camadas finas. Em geral, é necessário incorporar na impressora uma espécie de cola, por exemplo, um gel solúvel ou colagénio, para gerar um suporte onde as células se possam unir e crescer. 13

14 Métodos de impressão Existem várias impressoras no mercado e em desenvolvimento, como tal, o método para a distribuição das células e biomateriais diferem. Os métodos mais utilizados incluem: laser, extrusão, micro válvulas e injeção. 14

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21 Aplicações Ossos 21

22 22 Tecidos

23 23 Órgãos internos

24 24 Cartilagem humana

25 25 Aplicações cosméticas

26 26 Teste de medicamentos e investigação

27 27 Impressão 3D portátil

28 Bibliografia [1]Fermeiro, J. B. L., Calado, M. R. A., Correia, I. J. S., Mariano, S. J. P. S., & Pombo, J. A. N. (2014). Buildinga bioprinterfrom scratchfor bioprintingtesting. WorldCongressonEngineering, WCE 2014, 1, Retrieved from b2a (Fermeiro, Calado, Correia, Mariano, & Pombo, 2014) [2] Malyala, S. K., Ravi Kumar, Y., & Rao, C. S. P. (2017). Organ PrintingwithLifeCells: A Review. MaterialsToday: Proceedings, 4(2), [3] [4] 28