Bio-Impressão 3D. A Impressora do futuro. Agrupamento de Escolas de Oliveira do Hospital. Curso EFA. Disciplina STC7. Professora Graça Mendonça

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1 Bio-Impressão 3D A Impressora do futuro Agrupamento de Escolas de Oliveira do Hospital Curso EFA Disciplina STC7 Professora Graça Mendonça Trabalho realizado por: Fábio Rodrigues, Rafael Lourenço, Sandro Garcia e Bruno Nunes

2 Índice Introdução... 2 Impressão 3D... 3 Bioprinting... 3 Impressão de Órgãos... 4 Como Funciona?... 4 Conclusão... 6 Página 1

3 Introdução Neste trabalho sobre processos científicos, nós decidimos falar sobre a bio-impressão 3d. Este é um tema muito interessante e em constante evolução. Nós começamos por explicar um bocado das origens da impressão 3d, depois avançando mais especificamente para a bio-impressão 3d. Página 2

4 Impressão 3D A Impressão 3D surgiu em 1984, a primeira impressão 3D a funcionar a todo o vapor foi inventada por Chuck Hull, um norte-americano do estado da Califórnia, em 1984, utilizando a estereolitografia, tecnologia precursora da impressão 3D. A principal, entretanto, foi a confecção de partes de plástico de forma rápida, já que o processo tradicional levava de seis a oito semanas. A tecnologia permite que os produtos prontos para uso serem feitos 25 a 100 vezes mais rápido do que outros métodos, e cria geometrias anteriormente inatingíveis que abre oportunidades para a inovação, não só na área da saúde e medicina, mas também em outras grandes indústrias como a automotiva e de aviação. Fig. 1 - Impressora 3D Bioprinting Nas próximas décadas, a relação entre a medicina e a engenharia terá atingido um marco histórico quando órgãos humanos puderem ser fabricados com o uso de impressoras 3D e implantados em pacientes debilitados que aguardam por doações de órgãos. Atualmente, a situação mundial é de escassez de órgãos saudáveis para doação, além dos problemas relacionados à imunossupressão, causada por drogas, e os riscos da transmissão de doenças nos transplantes. No futuro, com a bioimpressão, os pacientes poderão ser reintegrados à sociedade em tempo mais curto, com qualidade de vida maior e menor custo para a saúde pública. As pesquisas em bioimpressão de órgãos são altamente relevantes, estratégicas e completaram pouco mais de uma década. Fig. 2 - Bio-Impressora 3D Os desafios são grandes, envolvendo diversas áreas do conhecimento que vêm interagindo cada vez mais para buscar soluções viáveis, com progressos em várias Página 3

5 partes do mundo. Espera-se que no futuro seja possível produzir estruturas para a substituição parcial ou total de tecidos e órgãos humanos danificados. No momento, o primeiro e mais promissor estágio da pesquisa é o desenvolvimento de microestruturas que possam replicar ou, pelo menos, simular o comportamento dos tecidos ou órgãos reais. Estas microestruturas poderão em breve ser usadas para testar novas drogas. Impressão de Órgãos Cientistas juntaram a impressão 3D à engenharia de tecidos e criaram uma técnica revolucionária de impressão de tecido orgânico vivo. Com esta técnica, denominada Sistema Integrado de Impressão de Órgãos e Tecidos, imprimiram cartilagem, osso e músculo. Provaram ainda que os tecidos impressos podem ser usados em transplantes para a substituição de órgãos ou tecido orgânico danificado. Não é a primeira vez que são criados tecidos vivos em laboratório. Fig. 3 - Orelha impressa em 3D As técnicas anteriormente utilizadas eram limitadas em relação às dimensões dos tecidos produzidos ou não produziam tecidos com a força estrutural necessária para que pudessem ser implantados em pacientes. Como Funciona? Primeiro é impressa uma estrutura em plástico biodegradável, que define a forma da impressão, e, ao mesmo tempo, é impresso um gel que contem as células do tecido orgânico desejado assim como os recursos necessários para que estas se desenvolvam de forma saudável. São também construídos microcanais por forma a garantir um fluxo constante de nutrientes e oxigénio, que normalmente seria providenciado pelo sistema circulatório; Por fim é impressa uma estrutura temporária mais rígida exterior. A impressão é apenas o primeiro Fig. 4 - Processo de impressão 3D de uma orelha passo. O processo foi optimizado de maneira a garantir que as células se mantêm vivas até poderem ser implantadas num paciente vivo, e no estudo realizado a implantação dos vários tecidos foi testada em Página 4

6 ratos. Após a implantação das orelhas nos ratos, o plástico biodegradável degradou-se dando lugar aos tecidos em desenvolvimento, mantendo a forma original assim como a robustez esperada da cartilagem. Ao fim de dois meses, observou-se o crescimento de nervos no tecido muscular implantado, e já no osso, ao fim de cinco meses, foi possível observar a formação de vasos sanguíneos. Página 5

7 Conclusão A impressão 3d está cada vez mais a mostrar-se uma coisa extraordinária. Não só em impressão 3d conseguimos criar todo o tipo de coisas imagináveis e que anteriormente eram só possíveis digitalmente, como conseguimos adaptar essa tecnologia à medicina. Assim a substituição de órgãos ou outras partes do corpo é cada vez mais fácil e acessível. Ainda é uma tecnologia em evolução mas já mostra muito potencial, mostrando-se uma mais valia gigantesca. Página 6