Bioprinter são um tipo especial de impressora 3D. Com base na engenharia de tecidos controlada por computador, eles podem produzir tecidos ou bioarrays. No futuro, deveria ser possível, com a ajuda deles, produzir órgãos e seres vivos artificiais.
O que é uma bioimpressora?
Bioprinters são dispositivos técnicos para impressão tridimensional de tecidos e órgãos biológicos, transferindo-os para células vivas. Esta área da impressão 3D ainda está em fase experimental e está sendo investigada principalmente em estudos científicos em universidades. O objetivo é criar a possibilidade de produzir tecidos e órgãos de substituição funcional que possam ser usados no tratamento médico.
O termo usado para descrever a bioimpressora é denominado bioimpressão. A bioprinting começa com a composição básica do tecido ou órgão alvo. A bioprinter é usada apenas em ambiente de laboratório. Como resultado, a impressora 3D especial armazena e forma camadas finas de células por meio de uma cabeça de impressão. Para fazer isso, a cabeça da bioimpressora se move para a esquerda, direita, para cima ou para baixo.
Bioprinters usam bio-ink ou bio-process logs para construir materiais orgânicos. São biopolímeros com células de seres vivos e hidrogel com até 90% de água. A propriedade de fluxo deve ser calculada exatamente. Por um lado, a massa deve ser suficientemente líquida para que as cânulas das seringas não entupam e, por outro lado, deve ser suficientemente firme para que a estrutura do alvo seja durável.
Outros usos para bioimpressão incluem transplantes, terapia cirúrgica, engenharia de tecidos e cirurgia reconstrutiva.
Formas, tipos e tipos
No momento, as bioprinters são utilizadas de forma muito esporádica no setor comercial. Uma vez que a bioimpressão está em fase de desenvolvimento, tipos ou tipos de bioimpressoras maduros não são verificados atualmente. Em princípio, entretanto, qualquer impressora 3D pode ser usada para bioimpressão. Para isso, o pó de PVC normalmente utilizado deve ser substituído por células apropriadas. Métodos também estão sendo testados com os quais é possível desenvolver bioprinters a partir de impressoras jato de tinta normais.
A bio-tinta deve atender a requisitos elevados. Por exemplo, toda substância a ser usada para fins clínicos deve atender a rígidos requisitos internacionais. Antes de poderem ser usadas na bioimpressão, essas substâncias devem ser submetidas a anos de testes.
Estrutura e funcionalidade
O funcionamento de uma bioprinter é muito semelhante ao princípio de funcionamento de uma impressora 3D comum. Os moldes são construídos com uma extrusora. No entanto, não se utiliza PVC em pó, como acontece com as impressoras 3D convencionais, mas um gel polimérico, geralmente à base de alginato.
As atuais bioprinters, que são ocasionalmente usadas na prática, produzem gotículas que contêm entre 10.000 e 30.000 células individuais. A organização dessas células individuais deve se reunir para formar estruturas de tecido funcionais com base nos fatores de crescimento correspondentes.
Bioprinters requerem controle de temperatura para impressão exata. As atuais bioimpressoras são espacialmente muito grandes e podem ter vários metros de largura, comprimento e altura. Os êmbolos das seringas são controlados por meio de um computador, normalmente localizado fora da impressora. A base para isso são os dados disponíveis digitalmente de um modelo 3D. A bio-tinta é pressionada para fora de até oito bicos de pulverização e a estrutura pretendida é construída em uma plataforma.
Benefícios médicos e de saúde
Basicamente, as bioprinters são utilizadas em três áreas em particular: na medicina, na indústria alimentar e na biologia sintética. Na medicina, o uso de bioprinters nas subáreas de terapia cirúrgica, cirurgia reconstrutiva, doação de órgãos e transplantes é concebível e planejado.Uma grande vantagem fica evidente, principalmente com órgãos de bioimpressoras: a coordenação exata com o corpo destinado ao transplante. Desta forma, a busca por um órgão doador adequado que se encaixe no corpo receptor pode ser interrompida.
Na cirurgia reconstrutiva, espera-se simplificação e melhora. Os procedimentos são concebíveis aqui, nos quais células são retiradas do paciente de diferentes partes do corpo - como orelhas, dedos e joelhos. Essas células são propagadas em um laboratório. Em seguida, o biopolímero é adicionado. A bioimpressora pode teoricamente construir um transplante a partir dessa suspensão. Isso é usado para o paciente. As células do próprio corpo quebram o biopolímero com o tempo. A vantagem particular pode ser que o corpo não rejeita o transplante. Além disso, esse tipo de transplante pode crescer com o corpo. O motivo dessa propriedade positiva é que o implante está vinculado ao controle de crescimento do paciente.
O campo de pesquisa sobre o uso de bioimpressoras na medicina continua crescendo. No momento, fazer enxertos de cartilagem, como um nariz, é muito concebível. A produção de órgãos do corpo é vista de forma mais crítica. Em particular, o número de capilares necessários para suprir os órgãos atualmente não pode ser imaginado com a precisão necessária. Outro problema pode surgir do fato de que, em estruturas tão complexas como os órgãos do corpo, diferentes células precisam ser coordenadas e se comunicar umas com as outras para poder cumprir funções diferentes.
Bioprinters também podem ser usados para produzir carne na indústria alimentícia. De acordo com suas próprias declarações, as primeiras empresas já imprimiram esses produtos com sucesso. Devem ser saborosos e menos caros do que o abate. No entanto, nenhuma carne impressa por bioimpressão está disponível atualmente nas lojas.
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