Modelos de pele 3D - uma tecnologia de vanguarda

Os modelos de pele humana produzidos pela bioimpressão 3D já encontraram o seu caminho na investigação médica. Contudo, são necessários mais esforços de investigação para abrir esta conquista tecnológica para aplicação clínica terapêutica imediata.

A pele dos animais de laboratório difere nas suas propriedades biológicas da pele humana [1]. Isto diz respeito, por exemplo, à espessura da epiderme na pele murina ou também à contratilidade dérmica após o ferimento. Já foi estabelecido um modelo tridimensional de pele humana de plena espessura como sistema de ensaio in vitro na investigação biomédica [1].

Cura de feridas como área de aplicação para bioimpressão 3D

Mapear a ferida é um pré-requisito para a criação de um modelo estrutural biónico [5,6]. A modelação tridimensional e a tecnologia de imagem digital são então utilizadas para obter informações morfológicas sobre o defeito da pele, e é criado um modelo de pele em camadas utilizando métodos de camadas adaptativos para gerar comandos de pressão apropriados (Fig. 1) [7]. São então recolhidas amostras de pele do doente para obter queratinócitos e fibroblastos dérmicos para subsequente separação e enriquecimento celular [8]. Uma proporção óptima de suspensão celular e hidrogel é utilizada para produzir bio-enxerto. Posteriormente, a pele é bioimpressa em 3D e transplantada directamente na superfície da ferida ou cultivada em condições adequadas para obter pele madura para transplante. Hennessy et al. mostrou que a estrutura e função dos substitutos de pele de duas camadas é mais semelhante à pele humana natural do que os substitutos de pele de uma camada [9].

Os investigadores produziram um modelo de pele completo

Kim et al. foram capazes de produzir um modelo completo de pele constituído por derme e uma epiderme estratificada muito semelhante à pele humana, utilizando uma extrusão combinada e uma impressora multijacto 3D em 2017 [3]. Para este fim, construíram uma estrutura portadora de polycaprolactone e gelatina hidrogel por extrusão de material e adicionalmente imprimiram-na com fibroblastos dérmicos primários humanos embebidos em colagénio. Estes passos repetiram-se até se atingir a espessura desejada da estrutura de 3,5 mm. Uma camada final de queratinócitos epidérmicos humanos foi aplicada utilizando a impressão multijacto. Após duas semanas de incubação do tecido artificial, para além de um comportamento de alongamento dos fibroblastos muito semelhante ao da pele humana, a expressão de marcadores de diferenciação específicos do colagénio e da derme, entre outras coisas, foram mostrados como indicações de um tecido cutâneo completamente produzido artificialmente e fundamentalmente funcional [4].

Literatura:

Marquardt Y, Huth S, Barão JM: Investigação dermatológica: possíveis aplicações de modelos de pele em 3-D. Dtsch Arztebl 2020; 117(24): [20]; DOI: 10.3238/PersDerma.2020.06.12.05
Kocak E, Yildiz A, Acarturk F: Tecnologia de bioimpressão tridimensional: Aplicações na área farmacêutica e biomédica. Colóides Surf B Biointerfaces 2020; 197: 111396.
Kim BS, et al.: Impressão directa 3D da pele humana em células com sistema transwell funcional. Biofabricação 2017; 9(2):025034.
“3D Printing Technologies for Soft and Hard Tissue Regeneration”, 16/03/2022, www.zwp-online.info/fachgebiete/oralchirurgie/grundlagen/3d-druck-techno…,(último acesso 07/12/2022).
Xu J, et al: Polímeros 2020; 12(6): 1237. www.mdpi.com/2073-4360/12/6/1237
Augustine R: Bioimpressão da pele: Uma nova abordagem para a criação de pele artificial a partir de blocos de construção sintéticos e naturais. Prog. Biomater 2018; 7: 77-92.
Malik HH, et al: Impressão tridimensional em cirurgia: Uma revisão das aplicações cirúrgicas actuais. J Surg Res 2015; 199: 512-522.
Gutierrez-Rivera A, et al: Um protocolo para o enriquecimento da fracção de células estromais CD34+ através da desagregação da pele humana e separação magnética. J Dermatol Sci 2010; 59: 60-62.
Hennessy R, Markey MK, Tunnell JW: J Biomed Opt 2015; 20: 27001.
“Research Landscape Switzerland”. Ein technologisches Panorama”, www.satw.ch/fileadmin/user_upload/SATW_Forschungslandschaft_Schweiz_SBFI…,(último acesso 07.12.2022).