Pela capacidade de rapidamente recriar uma estrutura a partir de um modelo projetado em computador, a impressão 3D tem sido investigada no campo da medicina com o objetivo de criar tecidos e órgãos para transplante, assim como biopróteses (próteses não metálicas e feitas de material biológico), para corrigir defeitos nos ossos ou na cartilagem.

De acordo com Bruna Moreira, investigadora do Departamento de I&D da Crioestaminal, “esta tecnologia consiste na deposição, camada por camada, de uma biotinta, geralmente composta por células, materiais biocompatíveis com função de suporte e moléculas bioativas. As células estaminais mesenquimais são das preferidas para bioimpressão, uma vez que se conseguem dividir indefinidamente e diferenciar em vários tipos de tecidos”. “Dependendo do objetivo, podem usar-se diferentes combinações de moléculas bioativas para induzir estas células estaminais a diferenciarem-se, por exemplo, em células do osso ou da cartilagem”, explica.

Neste estudo, foi colocada biotinta numa seringa robótica, que a distribuiu de acordo com o modelo previamente criado em computador. A bioimpressão foi feita com células estaminais mesenquimais obtidas a partir de tecido do cordão umbilical, usando uma matriz de suporte composta por um hidrogel de alginato e gelatina. Por fim, para induzir a diferenciação das células estaminais mesenquimais em células ósseas, foi ainda adicionado um meio de indução com moléculas bioativas.

Através da bioimpressão, obteve-se uma estrutura com as dimensões 14.2 x 7.1 x 1.45 mm, e um padrão “em rede”, que confere alguma porosidade para uma melhor integração no local de implantação e uma regeneração mais rápida do defeito ósseo. Com vista à otimização do processo, os investigadores testaram a adição de meio de indução durante ou após a impressão, e a adição de células endoteliais às células estaminais do cordão umbilical presentes na biotinta.

Os vários testes realizados revelaram que a impressão da bioprótese foi bem sucedida, tendo, após 3 semanas em cultura, apresentado uma distribuição regular de células vivas, com boa atividade metabólica por toda a estrutura. Os melhores resultados verificaram-se quando se combinaram células estaminais do cordão umbilical com células endoteliais na biotinta e quando o meio de indução foi adicionado durante a impressão.

Segundo os investigadores, neste tipo de aplicação, o ideal seria utilizar células estaminais da própria pessoa, de forma a minimizar o risco de rejeição da bioprótese após implantação no local da lesão. Os autores sublinham ainda que, embora a bioimpressão 3D com células estaminais esteja a ser amplamente estudada, é necessário continuar a investigação nesta área, para que a translação desta tecnologia para a prática clínica seja possível.