Segundo a Universidade de Sydney, vasos sanguíneos impressos em 3D sobre vidro, que replicam a anatomia vascular real e o comportamento do fluxo sanguíneo, podem se tornar uma ferramenta poderosa para a compreensão do AVC. A pesquisa, publicada na revista Advanced Materials, já está gerando novos conhecimentos e poderá, futuramente, auxiliar médicos a testar tratamentos personalizados para cada paciente.
“Não estamos apenas imprimindo vasos sanguíneos – estamos imprimindo esperança para milhões de pessoas em risco de AVC em todo o mundo. Com apoio e colaboração contínuos, pretendemos tornar a medicina vascular personalizada acessível a todos os pacientes que dela necessitam”, disse o doutorando Charles Zhao, da Escola de Engenharia Biomédica.
Com formação em engenharia mecânica, Zhao aplicou sua experiência em dinâmica de fluidos para replicar vasos sanguíneos saudáveis e danificados, incluindo microamassados e depressões observados em pacientes que sofreram AVC. Usando tomografias computadorizadas como modelos, a equipe miniaturizou modelos da artéria carótida para 200–300 micrômetros (o tamanho real é de 5–7 mm) e reduziu o tempo de fabricação de 10 horas para duas. Em vez de moldes de resina – que são lentos e propensos a erros – eles imprimiram diretamente em lâminas de vidro, produzindo estruturas que se assemelham a delicadas gravuras.
“Quando se trata de diagnóstico de ataque cardíaco e acidente vascular cerebral, rapidez e precisão são fundamentais”, disse Zhao, o primeiro aluno de pós-graduação e membro fundador do Laboratório de Mecanobiologia e Biomecânica (MBL). “Os médicos geralmente têm uma janela de tomada de decisão de aproximadamente 12 horas após o início dos sintomas.”
A “artéria em um chip” resultante imitou com sucesso vasos sanguíneos reais, e as simulações mostraram padrões naturais de fluxo sanguíneo – considerados por muito tempo a parte mais difícil de reproduzir. A viscosidade do sangue varia entre pacientes, e isso afeta o comportamento de formação de coágulos. O Dr. Zihao Wang, engenheiro-chefe pós-doutoral do grupo MBL, observou que este “empreendimento de bioengenharia inédito na Austrália” visa preencher lacunas importantes na previsão de doenças cardíacas sem o uso de modelos animais.
Durante os testes, os pesquisadores observaram o comportamento das plaquetas e a formação de coágulos em tempo real. Áreas submetidas a maior estresse mecânico – comum em casos de hipertensão e aterosclerose – apresentaram de sete a dez vezes mais movimentação de plaquetas, um fator crítico no risco de acidente vascular cerebral.
O professor Arnold Ju afirmou que a equipe criou um “gêmeo físico” dos vasos sanguíneos do paciente. Helen Zhao acrescentou que o próximo passo é integrar IA para construir gêmeos digitais capazes de prever AVC antes que ele ocorra: “Imagine um futuro em que possamos pegar a tomografia computadorizada de um paciente, imprimir rapidamente o modelo de seus vasos sanguíneos, testar sua resposta sanguínea e usar IA para prever o risco de AVC com anos de antecedência.”
O projeto reúne a Escola de Engenharia Biomédica, o Centro Charles Perkins e o Instituto de Pesquisa Cardíaca, com o apoio da Fundação de Pesquisa Médica Snow e da Fundação Nacional do Coração. Para saber mais sobre o projeto, acesse o site.
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