Novo biorreator para engenharia de tecidos


Pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) desenvolveram um biorreator para a cultura de células de tecidos artificiais, que tanto estimula e avalia o tecido à medida que cresce, imitando processos naturais, eliminando a necessidade de parar periodicamente para cortar amostras para análise. O tecido criado desta maneira pode ser usado um dia para substituir, por exemplo, cartilagem danificada ou doente do joelho ou quadril.


Os métodos convencionais para avaliar o desenvolvimento e as propriedades do tecido projetado são demorados, destrutivos e com necessidade de ser repetido muitas vezes. Usando o ultrassom para monitorar o tecido durante o processo sem destrui-lo, esse novo biorreator pode ser uma alternativa mais rápida e barata.


“A maioria dos biorreatores não fazem nenhum tipo de avaliação não destrutiva,” diz o pesquisador PhD Jenni Popp do NIST.



A cartilagem é o tecido conjuntivo liso que suporta o movimento comum. A cartilagem natural é criada pelas pilhas especializadas que geram grandes quantidades de proteínas estruturais para tecer um material de sustentação resistente chamado matriz extracelular. Faltando vasos sanguíneos, a cartilagem limitou a capacidade para curar da artrite, dos ferimentos dos esportes ou dos outros defeitos. O dano pode ser tratado com drogas ou a recolocação comum, mas os resultados podem ser não satisfatórios. O tecido projetado é usado em alguns tratamentos médicos, mas não é ainda uma alternativa rotineira o metal ou recolocações plásticas. O biorreator da NIST dá aos pesquisadores uma maneira não invasora de monitorar mudanças estruturais importantes no tecido em formação.


O biorreator da NIST/CU pode caber dentro de uma incubadora padrão, que controle a temperatura e a acidez no ambiente do crescimento. O biorreator aplica a força para estimular cinco cubos pequenos das pilhas da cartilagem encaixadas em gel. A força mecânica imita os estímulos naturais necessários para que as pilhas criem proteínas da matriz e desenvolvam a estrutura e as propriedades da cartilagem real. O tecido monitorado com as técnicas do ultrassom muda sobre o tempo, quando um microscópio vídeo digital captura imagens.


Os estudos preliminares indicam que o biorreator estimula e monitora o desenvolvimento das pilhas, do índice da matriz e dos andaimes para fazer a cartilagem projetada tridimensional. O gel é  estimulado duas vezes por dia por uma hora, do qual combina com as proteínas fibrosas para dar forma à matriz extracelular, aumentado significativamente após sete dias. Esta mudança estrutural foi detectada por uma diminuição significativa dos sinais do ultrassom após sete dias.


A pesquisa foi executada em e conduzida pelo NIST. O biorreator é um projeto em colaboração com diversos coautores da universidade do departamento do Colorado Boulder (CU) setor de engenharia química e biológica.


Os investigadores do NIST e do CU continuam a desenvolver métodos e a planta ultrassônicos da medida para conduzir experiências mais longas. O biorreator está sendo usado igualmente por outros investigadores académicos como uma ferramenta para validar modelos matemáticos de biocinética.


Fonte: ScienceDaily

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