De acordo com a Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia de Seul (SEOULTECH), pesquisadores desenvolveram uma nova biotinta feita de nanocelulose derivada de Kombucha SCOBY. Esta biotinta fornece um arcabouço que suporta o crescimento celular para reparo de tecidos. Ela pode ser aplicada diretamente em áreas danificadas por meio de uma biopen portátil, tornando-a ideal para engenharia de tecidos in vivo direta de feridas e defeitos complexos, particularmente em ambientes de emergência e primeiros socorros.
A engenharia de tecidos utiliza impressão 3D e biotinta para cultivar células humanas em andaimes – criando substituições para tecidos danificados como pele, cartilagem e órgãos. Uma equipe de pesquisadores liderada pelo Professor Insup Noh da SEOULTECH, República da Coreia, desenvolveu uma biotinta usando nanocelulose derivada de Kombucha SCOBY (Cultura Simbiótica de Bactérias e Leveduras) como material de andaime.
O biomaterial oferece uma alternativa sustentável às opções convencionais e pode ser carregado em um biopen portátil ‘Biowork‘ – também desenvolvido pela mesma equipe. O biopen digital permite a aplicação precisa de biotinta em áreas defeituosas danificadas, como cartilagem irregular e grandes feridas na pele – abrindo caminho para um reparo de tecido in vivo mais personalizado e eficaz e eliminando a necessidade de processos de engenharia de tecido in vitro.
O artigo foi publicado no International Journal of Biological Macromolecules.
“Nossa rede de hidrogel de nanocelulose pré-fabricada a partir de cultura simbiótica de bactérias e leveduras tem o potencial de ser usada como uma plataforma de biotinta para engenharia de tecidos in vivo, carregando todos os tipos de biomoléculas e medicamentos e bioimpressão direta”, disse o Prof. Noh.
Kombucha SCOBY é uma cultura simbiótica de bactérias e leveduras usada para fermentar chá verde. Os microrganismos produzem celulose, que é biodegradável e compatível com células. No entanto, a nanocelulose derivada do Kombucha SCOBY tem uma estrutura emaranhada, que requer modificação para bioimpressão 3D. Isso envolve ajustar suas propriedades reológicas (como ele flui) e propriedades mecânicas para melhorar a extrusão e manter a integridade estrutural após a impressão.
Os pesquisadores conseguiram isso hidrolisando parcialmente a nanocelulose com ácido acético – quebrando ligações de glicose e desembaraçando a rede para sua bioimpressão. No entanto, esse tratamento não tinha controle de suas propriedades – levando a uma redução de sua resistência estrutural. A equipe reforçou a nanocelulose com nanopartículas de quitosana (carregada positivamente) e caulim (carregada negativamente). Essas partículas de quitosana e caulim interagem com a celulose por meio de forças eletrostáticas – formando um hidrogel estável adequado para bioimpressão 3D.
A biotinta foi preparada misturando os ingredientes, incluindo células vivas, dentro de uma biopen. Controlados digitalmente, dois parafusos contrarrotativos dentro da biopen misturaram uniformemente os ingredientes – criando uma biotinta homogênea que poderia ser aplicada diretamente por meio de uma agulha no tecido danificado. Quando acoplada a uma bioimpressora 3D, a biopen permitiu a criação de estruturas multicamadas e autônomas com alta resolução, como tubos bifurcados e pirâmides com mais de 1 cm de altura. A biopen também foi usada para impressão direta in situ camada por camada de defeitos de formato irregular. Usando-a, os pesquisadores da SEOULTECH preencheram com precisão moldes de crânio e cabeça femoral impressos em 3D com defeitos projetados.
A combinação de bioink e biopen digital oferece uma solução econômica para tratar grandes áreas e feridas de formato irregular sem qualquer processo de regeneração de tecido in vitro, particularmente em situações de emergência e primeiros socorros. “Essa tecnologia permite um processo rápido e fácil de uma etapa, onde o medicamento e o hidrogel são misturados e imediatamente aplicados no local em áreas lesionadas de diferentes formatos”, disse o Prof. Noh. Para saber mais sobre a tecnologia acesse o site.
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