Bom como novo

Substituições de bioprinting para ligamentos desgastados

Como a maioria de nós, você provavelmente imprime receitas ou cartões de embarque de vez em quando, mas já pensou em imprimir substitutos para ligamentos danificados ou danificados em seu corpo?

Usando uma bioprinter 3D construída à mão montada por menos de US $ 10,000 com componentes prontos para uso, a cientista da Universidade do Novo México, Christina Salas, PhD, está trabalhando arduamente para desenvolver um método para criar ligamentos feitos sob encomenda que são tão bons quanto novo.

Os ligamentos são faixas de fibra resistentes e elásticas que conectam os ossos uns aos outros e estabilizam as articulações. Mas eles podem se desgastar e rasgar - e são notoriamente difíceis de consertar.

"No momento, estamos em uma fase de investigação", diz Salas, professor assistente do Departamento de Ortopedia e Reabilitação da UNM e da Escola de Engenharia. Recentemente, ela recebeu um prêmio de dois anos de $ 150,000 do National Institutes of Health que permitirá que ela dedique mais tempo à sua pesquisa.

O prêmio veio como um suplemento ao Prêmio de Ciência Clínica e Translacional da UNM, disse Richard S. Larson, MD, PhD, vice-reitor executivo do Centro de Ciências da Saúde da UNM.

"Dr. Salas traz experiência de vários domínios para lidar com um problema persistente em ortopedia", diz Larson. "Seu trabalho tem potencial real para melhorar a qualidade de vida de muitos pacientes que sofrem lesões ligamentares."

Rupturas ligamentares comumente ocorrem em lesões esportivas, bem como em acidentes ou desgaste decorrente da idade. Os ligamentos podem cicatrizar - lentamente - mas em muitos casos, o reparo cirúrgico é necessário.

Quando os cirurgiões "reparam" um ligamento rompido, o que eles realmente fazem é colher um pedaço de tendão de outras partes do corpo, diz Salas. Eles fazem furos nos ossos adjacentes, depois passam as pontas do tendão e os prendem.

O tendão transplantado deve atuar como um substituto para o ligamento rompido. Mas os tendões não são mecanicamente equivalentes aos ligamentos: eles se alongam e isso pode causar muita instabilidade na articulação, diz ela.

Outros tentaram desenvolver ligamentos artificiais, com sucesso limitado, diz Salas. Um grande obstáculo foi descobrir como prender com segurança os ligamentos ao osso.

Salas acha que ela pode ter solução. "Nosso foco é o desenvolvimento de um andaime para a regeneração das articulações", disse ela.

Ela tem várias patentes pendentes sobre uma técnica em que uma bioimpressora 3-D alterna com um dispositivo chamado eletrospinner de campo próximo, que pode criar fibras longas e ultrafinas que simulam as fibras de colágeno nos ligamentos.

Os dois aparelhos, em uma única plataforma, se revezam na construção de um "andaime" de materiais biodegradáveis ​​que é uma réplica perfeita dos ossos adjacentes e do ligamento que os une. Com as fibras imprensadas entre camadas alternadas de osso depositadas pela impressora 3-D, uma conexão firme é criada para uma junta estável.

Em seguida, o andaime é "semeado" com células-tronco que se replicarão e se desenvolverão na estrutura única entrelaçada de ligamento e osso da articulação original. Para um cirurgião, seria uma questão simples enxertar a nova articulação nas extremidades dos ossos existentes.

Salas espera que a nova doação do NIH permita o desenvolvimento de um protótipo funcional adequado para comercialização. Se tudo correr como planejado, pode chegar o momento em que um paciente com uma lesão na articulação irá fazer uma varredura 3-D que será rapidamente traduzida em uma peça de reposição personalizada para impressão sob encomenda - e isso seria uma boa notícia para todos.