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Bioimpressão 4D

Quando ouvi falar de 4D pela primeira vez, pensei que não era nada mais do que um truque de marketing. Eu estava começando a sentir como se estivéssemos olhando para o cano de uma arma e evitando as tocas de coelho da necessidade atual de aplicativos realistas aprimorados com complexidade tecnológica limitada. Parecia que estávamos apenas adicionando um novo número antes do termo “dimensional” para parecer único e inovador. Em meu artigo de notícias anterior, abordei a questão “É o fim da bioimpressão 3D de extrusão?

”Não para criar polêmica na indústria, mas para iniciar um diálogo. A bioimpressão de extrusão 3D é perfeita para tecnologia de nível básico. Agora precisamos começar a usar tecnologias avançadas de engenharia de tecidos 4D e biomateriais ciborgânicos para abordar as diferenças entre a expectativa e a realidade da medicina regenerativa realista, interface homem-máquina e aplicações futurísticas de dispositivos médicos.

O feedback de um especialista do setor foi que precisamos desse tipo de liderança inovadora; caso contrário, existe o perigo de aderir a nossa expectativa e criar uma câmara de eco. O que mais me entusiasma é que essas novas tecnologias estão começando a se fundir com o potencial de preencher a lacuna entre a ficção científica e a realidade. Esta indústria emergente está ganhando impulso a uma velocidade que em breve iniciará uma mudança de paradigma na gestão de doenças e inovação em saúde.

Precisamos nos concentrar nas inovações futurísticas e por que precisamos de tecnologias elétricas, magnéticas, acústicas, de dois fótons e volumétricas avançadas combinadas com biomateriais ciborgânicos, eletrocondutores, responsivos magnéticos, de biossensor, automontagem, biologia sintética e biomateriais biorobóticos. Com as tecnologias de bioimpressão 4D, podemos alcançar outras inovações e criar tecidos de alto rendimento realistas, complexos e totalmente funcionais na quarta dimensão, tecidos ciborgues, tecnologias de interface homem-máquina, alternativas de testes em animais, órgãos bioartificiais e dispositivos médicos futuristas.

Minha compreensão do potencial em torno dessas tecnologias 4D vem da sorte de ter tido dois dos melhores mentores durante minha carreira: um especialista líder mundial em mecanobiologia e fundador do departamento de engenharia biológica do Instituto de Tecnologia de Massachusetts em 1998 (Prof. R . Kamm) e meu ex-Ph.D. supervisor do Imperial College London que é especialista em biomecânica (Prof. P. Weinberg). Meu tempo sob esses supervisores e mentores no Imperial College ou MIT ao lado de uma antiga start-up no lado de hardware da indústria de bioimpressão 3D pavimentou o caminho para que eu, como empresário, entendesse todo o potencial da fusão entre bioprinting 4D e cyborganics para futurista inovações em saúde entre homem e máquina.

Só o tempo dirá, mas este é um campo fascinante e futurista, e já está confundindo os limites entre a ficção científica e a realidade. com base em seu potencial para vários setores, como medicina regenerativa, interface homem-máquina, órgãos bioartificiais, espaço, defesa, biologia sintética e futuros dispositivos médicos? Só o tempo dirá, mas este é um campo fascinante e futurista, e já está confundindo os limites entre a ficção científica e a realidade.

O que é bioimpressão 4D?

Então, o que é Bioprinting 4D? No momento, quando você faz a bioimpressão 3D de células e hidrogéis para tentar criar um tecido ou órgão corporal, ele permanece nessa forma estática e não tem nenhum valor agregado real ou complexidade como o que vemos no corpo humano. Não vou reiterar as limitações do que acontece quando as células em géis sofrem o estresse de cisalhamento dos processos de extrusão e não podem formar órgãos. A quarta dimensão é quando você biofabricar um tecido com tecnologias elétricas, magnéticas, leves ou acústicas avançadas, com o tecido resultante não sendo estático, mas dinâmico.

Pode alterar a conformação e possuir características biomecânicas e responsivas a estímulos dos órgãos humanos. O uso de materiais ciborgânicos na quarta dimensão fornece-lhes funcionalidade adicional que os transforma em potenciais tecidos bioartificiais.

Isso nunca pode acontecer apenas com a bioimpressão 3D. Essas novas propriedades ciborgânicas apresentam um enorme potencial para a criação de dispositivos médicos de interface homem-máquina com a capacidade de monitorar, diagnosticar e tratar doenças. O próprio termo 4D Printing foi introduzido pela primeira vez pelo Self-Assembly Lab do MIT, onde estímulos externos de luz, calor, eletricidade ou campo magnético mudaram o objeto em 3D.

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A tecnologia melhorará a interface humano-máquina. Fonte: https:globo.globo.com

Essas novas tecnologias podem superar muitas limitações da impressão 3D, então era natural que ela também se tornasse um novo campo nos mercados de medicina regenerativa e engenharia de tecidos. Na quarta dimensão, o uso de biofabricação de manipulação de campo elétrico e magnético e tecnologias de materiais eletrocondutores, biossensores, biorobóticos ou de automontagem permitem que o tecido assuma a verdadeira natureza dinâmica de um tecido ou órgão encontrado no corpo.

Uma das mais recentes inovações transformadoras lançadas foi um robô cirúrgico que pode responder ao pH e estímulos com potencial para atacar e matar o câncer. Mais tarde neste ano, o instituto Wyss UVM e a Tufts University divulgaram suas informações sobre os Xenobots projetados por IA com capacidade de auto-replicação.

Livre de hardware

Uma das belezas desta indústria de bioimpressão 4D é que o hardware é necessário às vezes, mas nem sempre essencial, a menos que tenha uma vantagem adicional para manipular os campos elétricos ou magnéticos ou outras propriedades do ambiente celular ou biomateriais. Materiais inteligentes podem assumir toda uma estrutura fisiológica sem a necessidade de hardware, exceto para fazer estruturas multicelulares em camadas com esses biomateriais.

No futuro, poderíamos ter órgãos bioartificiais 4D biofabricados no corpo que funcionassem com inteligência artificial com tecnologia blockchain descentralizada? Eles poderiam ser conectados a um metaverso com a capacidade de monitorar, diagnosticar e tratar doenças?

O progresso neste setor de Bioprinting 4D e biomateriais ciborgânicos está criando uma mudança da engenharia mundial para a engenharia humana, a um ponto onde haverá uma linha tênue entre humanos e máquinas. A era da ciência ciborgue está chamando muita atenção no momento. Quando lemos sobre outras empresas neste reino de inovação futurística, como o Neuralink de Elon Musk, podemos ter uma ideia de como a bioimpressão 4D e os biomateriais ciborgânicos podem fazer muito mais por este tipo de interface homem-máquina com vantagens futuras para tecnologias minimamente invasivas ou biossensores biodegradáveis.

Avanços recentes em bioimpressão 4D e biomateriais podem não apenas aprimorar a indústria da medicina regenerativa, mas também criar novas tecnologias de interface homem-máquina minimamente invasivas que podem atuar como dispositivos médicos futuristas.

O Dr. Doltashahi identificou o valor dessas tecnologias para muito mais do que medicina regenerativa e indústrias de interface homem-máquina com Ourobionics. Em seu artigo científico “The Promise of Cyborganic Beings”, ele descreveu como carne viva, hackeada além das fronteiras biológicas conhecidas, e tipos sofisticados de maquinários feitos por humanos, estão atualmente sendo unidos para enfrentar alguns dos desafios iminentes da medicina.

No artigo, Alireza e outros discutem a imaginação de um mundo de sistemas biológicos criados a partir de biomateriais inteligentes com a capacidade de operar como máquinas inteligentes para regular a insulina, adesivos cardíacos para liberar fatores biológicos sob demanda ou consertar corações partidos.

Alireza cofundou a Ourobionics para demonstrar que a lacuna entre o mundo real e a ficção científica está lentamente sendo superada pela multiplexação de tecnologias inovadoras em medicina regenerativa e interface homem-máquina. A inovação por trás de muitas de suas tecnologias vai um passo além dessas indústrias, então estou trabalhando com sua equipe BioEngine na DTU Dinamarca para co-fundar e construir sua segunda start-up de tecnologia 4D que está atualmente em modo furtivo – Cybosense. Cybosense utiliza os avanços tecnológicos patenteados da Caregum para novas soluções para vários outros setores, incluindo espaço, defesa, robótica, eletrônica, equipamentos, instalações industriais, arquitetura, têxteis, metaverso e VR/AR. Esses setores se enquadram na indústria de impressão 4D mais abrangente para outras aplicações industriais.

Fazendo 4D funcionar

Ourobionics está atualmente explorando maneiras de combinar suas tecnologias avançadas e novas tecnologias em uma parceria com a BeFC, empresa de combustível bioenzimático vencedora do prêmio CES duas vezes e MIT GSW de 2020. BeFC é pioneira em uma indústria com tecnologias bioenzimáticas e de biossensor com uma utilidade adicional na indústria de bioimpressão 4D. Uma colaboração que começou após algumas conversas sinérgicas inspiradoras de ser selecionado como Deep Technology Pioneers de 2021 pela Hello Tomorrow.

Juntos, eles estão considerando novas abordagens para o uso de Bioprinting e Cyborganics 4D com tecnologias BioEnzymatic para a nova geração de interfaces homem-máquina minimamente invasivas e autoalimentadas. Imagine o que você pode conseguir com dispositivos implantáveis ​​minimamente invasivos com alimentação própria. Quer saber mais leia a matéria completa no site.

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