PESQUISADORES DA UNIVERSIDADE DE BIRMINGHAM DESENVOLVEM O MÉTODO DE BIOIMPRESSÃO SLAM 3D

Pesquisadores da Universidade de Birmingham desenvolveram um novo método de impressão 3D para materiais macios que poderia permitir a fabricação de implantes médicos artificiais.

Conhecida como Fabricação Aditiva de Camada Suspensa (SLAM), essa técnica usa um hidrogel à base de polímero contendo partículas para um gel de autocura. Líquidos ou géis podem ser injetados neste meio para criar formas 3D.

“O hidrogel que projetamos possui algumas propriedades realmente intrigantes que nos permitem imprimir materiais macios com detalhes realmente finos”, explica o professor Liam Grover, líder do estudo publicado em Advanced Functional Materials.

"Ele tem um enorme potencial para produzir biomateriais de substituição, como válvulas cardíacas ou vasos sanguíneos, ou para produzir tampões biocompatíveis, que podem ser usados ​​para tratar danos nos ossos e cartilagens".

Bioimpressão SLAM 3D

A equipe desenvolveu o SLAM como uma alternativa à  incorporação reversível de forma livre de hidrogéis suspensos (FRESH), que usa géis para formar um banho de lama no qual o material impresso é injetado. Segundo os cientistas da Universidade de Birmingham, esse método pode resultar em atritos no meio do gel, o que pode distorcer o processo de impressão.

O SLAM usa biopolímeros de baixa viscosidade em uma matriz fluido-gel de autocura. Esses géis fluidos são formados após a introdução de tensão de cisalhamento durante a transição sol-gel para produzir uma rede de micropartículas de gel emaranhadas. Isso difere dos géis ociosos "a granel" usados ​​em FRESCO, que formam redes de polímeros na ausência de cisalhamento.

Com esse processo, os pesquisadores tiveram como objetivo demonstrar como as partículas no gel podem ser cortadas ou torcidas "para que se separem, mas ainda mantenham alguma conexão entre elas", conforme declarado no estudo. Essa interação cria o efeito de autocura, permitindo que o gel suporte o material impresso para objetos com detalhes precisos e sem vazamentos ou flacidez.

Materiais macios e fabricação aditiva

Os materiais macios para impressão 3D  têm sido vistos como um grande desafio para os cientistas, pois precisam de apoio para evitar flacidez. Por meio de testes SLAM, a equipe descobriu que o banho de apoio à agarose permite outros métodos de reticulação, que incluem formulações de colágeno.

Os pesquisadores destacam isso como uma vantagem na medicina regenerativa. "O método permitiu a fabricação bem-sucedida de hidrogéis a granel, intricados, bifásicos e encapsulados em fase a partir de uma variedade de materiais de biopolímeros que atualmente são amplamente investigados na medicina regenerativa".

"No geral, o SLAM é uma técnica promissora para a produção de tecidos moles delicados, estruturas complexas de tecidos moles e tecidos interfaceados".

" Fabricação de estruturas complexas de hidrogel usando manufatura aditiva de camada suspensa (SLAM) " é co-autor de Jessica J. Sênior, Megan E. Cooke, Liam M. Grover e Alan M. Smith.

Fabricação de estruturas complexas por SLAM usando gellan. A) Estrutura intricada antes (esquerda) e após a extração (direita) do leito de gel líquido. B) Disco intervertebral T7 como um arquivo CAD (esquerda) e demonstrando a impressão de estruturas a granel com vistas lateral (média) e apical (direita). C) Estrutura a granel intrincada na forma de uma aranha de gelana. D) Artéria carótida como um arquivo CAD (esquerda) e durante a impressão 3D (direita). Imagem via Universidade de Birmingham.