Impressão 3D de pele e ossos invertida para seres humanos a caminho de Marte

9 Julho 2019

A impressão 3D de tecidos humanos poderia ajudar a manter os astronautas saudáveis até Marte. Um projeto da ESA produziu as suas primeiras amostras de pele e ossos bio-impressos.

Estas amostras de última geração foram preparadas por cientistas do Hospital Universitário da Universidade Técnica de Dresden (TUD), parte do consórcio do projeto juntamente com o Sistema OHB, como contratante principal, e o especialista em ciências da vida, Blue Horizon.

“As células da pele podem ser bio-impressas usando plasma sanguíneo humano como uma ‘bio-tinta’ rica em nutrientes – o qual estaria facilmente acessível a partir dos membros da tripulação da missão,” comenta Nieves Cubo da TUD.

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Bioprinted skin sampleAccess the image

 “No entanto, o plasma tem uma consistência altamente fluida, dificultando o trabalho em condições gravitacionais alteradas. Por isso, desenvolvemos uma receita modificada adicionando metilcelulose e alginato para aumentar a viscosidade do substrato. Os astronautas poderiam obter essas substâncias a partir de plantas e algas, respetivamente, uma solução viável para uma expedição espacial independente.

“A produção da amostra óssea envolveu a impressão de células estaminais humanas com uma composição bio-tinta similar, com a adição de um cimento ósseo de fosfato de cálcio como material de suporte à estrutura, que é posteriormente absorvido durante a fase de crescimento.”

3D printing skinAccess the video

Para provar que a técnica de bio-impressão era transferível para o espaço, a impressão de ambas as amostras de pele e osso ocorreu de cabeça para baixo. Com o acesso à ausência de gravidade prolongada impraticável, o desafio de testar com cerca de “menos 1 G” representou a melhor opção.

As amostras representam os primeiros passos de um ambicioso roteiro de ponta a ponta para tornar a bio-impressão 3D prática para o espaço. O projeto está a estudar o tipo de instalações a bordo que seriam necessárias, em termos de equipamentos, salas cirúrgicas e ambientes estéreis, bem como a capacidade de criar tecidos mais complexos para transplantes - culminando, em última análise, na impressão de órgãos internos inteiros.

3D printing boneAccess the video

“Uma viagem a Marte, ou a outros destinos interplanetários, envolverá vários anos no espaço”, comenta Tommaso Ghidini, chefe da Divisão de Estruturas, Mecanismos e Materiais da ESA, que supervisiona o projeto.

“A tripulação correrá muitos riscos e regressar a casa mais cedo não será possível. Levar suprimentos médicos suficientes para todas as eventualidades seria impossível na área e carga limitadas de uma aeronave.

3D printing bone upside downAccess the video

“Em vez disso, a capacidade de bio-impressão 3D permitirá que respondam a emergências médicas à medida que surgirem. No caso de queimaduras, por exemplo, uma pele nova pode ser bio-impressa em vez de ser enxertada de outras partes do corpo do astronauta, causando danos secundários que podem não se curar facilmente no ambiente orbital.

“Ou, no caso de fraturas ósseas - tornadas mais prováveis pela ausência de gravidade do espaço, juntamente com a gravidade parcial de 0,38 da Terra de Marte - o osso de substituição poderia ser inserido em áreas lesadas. Em todos os casos, o material bio-impresso teria origem no próprio astronauta, assim, não haveria nenhum problema de rejeição do transplante.”

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Close-up of growing boneAccess the image

Com a bio-impressão 3D a progredir firmemente na Terra, este projeto é o primeiro a adotá-la fora do planeta, explica Tommaso: “É um padrão típico que vemos quando prometemos tecnologias terrestres para o espaço, desde câmaras até microprocessadores. Mais precisa ser feito com menos, para fazer as coisas funcionarem no ambiente espacial desafiador, assim, vários elementos da tecnologia são otimizados e miniaturizados.

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Growing boneAccess the image

“Da mesma forma, esperamos que o trabalho que fazemos com a bio-impressão em 3D ajude a acelerar o seu progresso na Terra, apressando a sua disponibilidade generalizada, levando-a às pessoas ainda mais cedo.”

O projeto de Impressão 3D de Tecido Vivo para Exploração Espacial é apoiado através das Atividades Básicas da ESA no elemento de Descoberta e Preparação, e liderado pelo Sistema OHB na Alemanha, em cooperação com o Centro para Pesquisa Translacional de Ossos, Conjuntos e Tecido Moles da TU Dresden, na Alemanha.

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3D bioprinting for spaceAccess the image

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