Como a impressão 3D pretende transformar a área da saúde e no futuro criar órg&a
O sector da medicina e bem-estar continua a enfrentar desafios constantes, por um lado, o aumento dos preços dos tratamentos, operações e da tecnologia utilizada com os pacientes, que cada vez mais necessitam de soluções personalizadas. A 💥️tecnologia de impressão 3D também pode ser utilizada nesta indústria, seja no formato de ferramentas, na produção de elementos de treino ou mais importante, ainda que algures no futuro, o transplante de órgãos humanos por substitutos impressos.
A impressão 3D permite uma ação bastante rápida, adaptando-se aos mais diversos cenários. Durante a pandemia de COVID-19, 💥️os hospitais tiveram necessidade de reforçar os equipamentos médicos nos hospitais e veja-se como a startup Fan3D imprimiu viseiras de segurança para os profissionais hospitalares. Ou a iniciativa Tech4Covid que ajudou a SiMoldes a adaptar-se e também produzir mais de 200 mil viseiras impressas em 3D durante a pandemia.
Mas é preciso mudar as regras do jogo para fazer frente a outro tipo de preocupações na área médica. A 💥️utilização de células vivas como matéria-prima, permitindo desenvolver soluções tecnológicas de impressão biológica que permitam replicar os tecidos humanos e um dia replicar os órgãos humanos. A crise na falta de órgãos de doadores e os elevados custos nos procedimentos da transplantação podem ser resolvidos através da impressão 3D.
É exatamente essa a visão da Vital 3D, uma jovem startup localizada em Vilnius, na Lituânia. É 💥️composta por uma equipa de oito pessoas, onde se incluem especialistas em lasers, biotecnologia, programação de software e engenharia mecânica. Como explicou em entrevista ao ysoke TEK, Vidmantas Šakalys, CEO da Vital 3D, a startup pretende ser líder na tecnologia de bioimpressão 3D em medicina personalizada, oferecendo serviços e ferramentas para as terapias dos pacientes. E isso inclui, claro, a impressão de órgãos humanos de tamanho natural com sistemas vasculares complexos.
A elevada procura dos órgãos e a falta dos mesmos podem levar à perda de vidas ou diminuir a esperança de vida dos pacientes. “Ao imprimir com sucesso órgãos humanos para transplante podemos salvar muitas vidas”. Vidmantas Šakalys não tem problemas em afirmar que a impressão 3D, no geral, pode oferecer peças sobressalentes em tempo oportuno e onde são necessárias. “💥️Sejam peças suplentes para uma nave espacial ou para um humano. No futuro, iremos ter a possibilidade de imprimir qualquer coisa que precisemos reparar, sem a necessidade de sair de casa”.
Utilização prática da impressão 3D na área da cirurgia
O CEO da Vital 3D explica que a impressão 3D de órgãos é uma área médica que está a avançar rapidamente, “mas ainda não chegou a um ponto onde órgãos humanos totalmente funcionais e transplantáveis podem ser impressos”. 💥️Afirma que existem estudos publicados de impressões 3D de órgãos de animais concluídos com sucesso, mas que o salto para a transplantação humana ainda está no futuro.
Ainda assim, Vidmantas Šakalys listou diversos elementos biológicos que já podem ser impressos em 3D. Modelos de tecidos e órgãos podem ajudar os cientistas a compreender melhor os mecanismos de funcionamento e de doença. Os 💥️cientistas podem imprimir órgãos em miniatura (conhecidos como organoids) para serem usados nos testes de medicamentos, modelos de doença e medicinas personalizadas. Da mesma forma que podem ser criados modelos cirúrgicos que são réplicas específicas dos órgãos e ossos dos pacientes que podem ser usados para os cirurgiões planearem e praticarem as respetivas cirurgias.
Na medicina dentária já se fazem implantes impressos em 3D para criar coroas, pontes e implantes personalizados. As próteses de membros do corpo ou ortopédicos também podem ser construídas através da impressão 3D para serem mais confortáveis e eficientes. Os moldes obtidos do ouvido dos pacientes permitem também uma maior personalização através da impressão 3D dos componentes dos aparelhos de audição. A 💥️lista partilhada por Vidmantas Šakalys continua com outros exemplos de como a impressão 3D tem sido importante na medicina, direta ou indiretamente, incluindo ferramentas, equipamentos de entrega de medicamentos ou guias usadas em cirurgias ortopédicas para garantir a colocação exata dos implantes.
Questionado sobre os principais desafios que a tecnologia de impressão 3D dos órgãos transplantáveis ainda tem pela frente, 💥️Vidmantas Šakalys 💥️explica que toda a complexidade biológica do transplante, a necessidade de compatibilidade e funcionamento a longo tempo são as principais barreiras. A criação de vasos sanguíneos de tecidos impressos continua a ser outro grande desafio. “Sem uma rede vascular funcional, é difícil de manter os órgãos impressos em 3D vivos e a funcionar”.
Explicando mais a fundo os desafios de imprimir e transplantar órgãos, os tecidos de vascularização são necessários para distribuir a quantidade necessária de sangue aos órgãos, vitais para o seu funcionamento próprio. 💥️Garantir que os órgãos impressos em 3D não sejam rejeitados pelo sistema imunitário do recetor e que são compatíveis com o seu corpo. Depois existem os fatores de replicação da complexidade dos tecidos com os múltiplos tipos de células.
A viabilidade a longo prazo dos órgãos 3D, assim como a sua capacidade de funcionamento e integração no corpo humano ainda está em fase de investigação. E por fim, 💥️segundo Vidmantas Šakalys, ainda é necessário criar todas as considerações regulatórias e éticas que vão impactar fortemente o desenvolvimento e testes dos órgãos impressos em 3D. Por ser uma nova tecnologia, no início esta terá custos superiores do que os transplantes tradicionais com órgãos doados.
E quando será viável as primeiras bioimpressões 3D de órgãos humanos? Segundo o líder da Vital 3D, a maioria dos investigadores que estão a estudar esta área concordam de que nos próximos 15-20 anos seja razoável apontar para o primeiro órgão humano impresso em escala total. “À 💥️medida que a tecnologia progride e a nossa compreensão da biologia se aprofunda, é possível que uma vasta variedade de partes de corpos humanos, desde a órgãos complexos a tecidos intricados, possam ser acessíveis para impressão 3D e transplantação no futuro”.
Para o investigador, os tecidos e órgão poderão ser desenhados para encaixar na fisiologia e sistema imunitário do recipiente, melhorar a eficácia do tratamento e potencialmente reduzir as complicações pós-cirúrgicas. E como 💥️resultado dessa biocompatibilidade, os órgãos impressos vão reduzir a dependência dos medicamentos destes tratamentos, que ainda são necessários nas cirurgias tradicionais.
Outra vantagem nos avanços de bioimpressão 3D é a 💥️possibilidade de a tecnologia ser partilhada globalmente, reduzindo a necessidade dos pacientes terem de viajar longas distâncias para receber o tratamento médico especializado.
💥️Veja o vídeo
Apesar de ainda não se conseguir imprimir em 3D órgãos totalmente funcionais, investigadores da Wyss Institute conseguiram criar uma parte funcional de um coração. A 💥️parte em questão é um macrofilamento com capacidade de contração que mimica o comportamento dos verdadeiros componentes de um coração.
Em 2023, um grupo de cientistas da Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), nos Estados Unidos, 💥️criou uma tinta à base de hidrogel, contendo fibras de gelatina, que dão às células musculares a possibilidade de se alinharem e replicarem batimentos cardíacos humanos. Os cientistas detalham que 💥️as atuais técnicas de impressão 3D não têm sido capazes de replicar com sucesso o alinhamento de cardiomiócitos, as células responsáveis por transmitir sinais necessários para assegurar as contrações do músculo cardíaco.
Nota da Redação: Este artigo faz parte de um dossier sobre impressão 3D que o ysoke TEK está a publicar esta semana. Continue a acompanhar os artigos
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