Avanços tecnológicos na área da saúde em 2022: bioimpressão
Avanços tecnológicos na área da saúde: bioimpressão
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Quando falamos em avanços tecnológicos na área da saúde, conseguimos facilmente entender que leva tempo para que novas descobertas sejam desenvolvidas e colocadas sob a garantia de segurança para que os pacientes experimentem apenas seus benefícios. A impressão 3D, a bioimpressão, é um desses casos.
Ainda hoje o assunto parece, em certo nível, uma discussão de filmes de ficção científica. Mas, até ontem, a inteligência artificial também era, e, a cada dia que passa, pesquisadores desenvolvem mais recursos para que seja uma realidade breve.
Diversos campos da medicina já se beneficiam da impressão 3D, como a especialidade ortopédica. Outros ainda aguardam estudos mais amplos e uma base segura para aplicar a ferramenta em grande escala, é o caso da bioimpressão 3D, que avança com a proposta de diminuir significativamente a fila de transplantes de órgãos.
Se considerarmos que a primeira impressora comum foi desenvolvida em 1938 e demorava horas para reproduzir uma página, e, em 1953 deu lugar à impressora de alta velocidade, menos de cem anos é um tempo razoável para tamanho avanço tecnológico, para, em 2022, estarmos em vias de usar produtos impressos como potenciais órgãos para transplantes.
A bioimpressão 3D e o futuro dos órgãos transplantados
Para produzir impressões compatíveis com a vida, a matéria prima utilizada nelas precisa ser também biológica.
Uma bioimpressão é realizada como qualquer outra 3D que conhecemos hoje, adicionando camada por camada, até que a forma desejada seja criada.
A diferença é o material para execução. No lugar dos polímeros conhecidos como matéria prima para a maioria das impressoras 3D, é utilizada a biotinta, um composto biológico que permite a adição de células do tecido a ser produzido. Sua textura é parecida com um gel de cabelo.
Conhecido como BioInk, o material para impressões 3D na área da saúde pode ser traduzido literalmente como biotinta, mas está bem longe dos toners de impressoras comuns que conhecemos, ou mesmo dos polímeros da atual versão tridimensional.
Os compostos podem ter origem natural ou artificial, contanto que sejam células biocompatíveis, como é o caso do colágeno ou da nanocelulose.
Alguns materiais biocompatíveis que já são utilizados na medicina e podem ser o principalmente recurso para a funcionalidade da impressão 3D são:
– Tubos de circulação sanguínea;
– Materiais implantáveis (sutura, tendões, válvulas cardíacas)
– Biossensores;
– Tecidos e órgãos artificiais
Funcionalidade os materiais bioimpressos
Apesar da invenção da primeira bioimpressora datar de quase 20 anos atrás – a descoberta foi feita por Thomas Boland, em 2003, e foi idealmente construída para auxiliar em pesquisas, imprimindo rins que bombeiam sangue e produzem urina em modelo animal – ainda não foi possível chegar a um estágio de desenvolvimento em que os órgãos sejam todos compatíveis para aproveitá-los em humanos.
Em 2010 o mundo da medicina atingiu a conquista do seu primeiro vaso sanguíneo bioimpresso, o que nos trouxe um passo à frente no desenvolvimento da bioimpressão de um órgão cardíaco, mas ainda não o ideal.
A bioimpressão de pele e ossos já pode ser considerada bem-sucedida, mas para que a ciência atinja um patamar de segurança, os órgãos internos ainda precisam de mais estudo e desenvolvimento.
Um bom exemplo que mostra que a medicina ainda está no processo de alcançar a eficiência para bioimpressões de maior grau de complexidade é o primeiro coração impresso em Israel, na Universidade de Tel Aviv. Apesar da evolução no processo, o órgão possui apenas 3 cm e não é capaz de bombear sangue.
Mas as reações a cada nova conquista na área são inspiradoras e o ponto de vista dos pesquisadores é extremamente otimista.
Onde a bioimpressão já funciona
Quando falamos sobre a impressão 3D em órgãos ainda parecer um enredo de ficção científica, imaginamos estar tratando de um assunto um tanto futurista e ainda precipitado. Mas a verdade é que em muitas áreas, além do transplante de órgãos bioimpressos, o 3D na saúde já está sendo aplicado com sucesso.
Impressão de órteses
A ortopedia é uma das especialidades mais beneficiadas pela impressão 3D. E não apenas a impressão, mas a tecnologia de scanner 3D também.
É possível reduzir os custos de uma órtese personalizada a pacientes que necessitam de alguma imobilização, tornando-a ainda mais segura, confortável e eficiente em sua recuperação.
Fora isso, através do scanner 3D o paciente não precisa passar pelo transtorno ou pelo processo desconfortável com o molde de gesso, já que basta que suas medidas sejam escaneadas a uma distância segura.
A assertividade nos dados de medidas também aumentou exponencialmente com esse recurso.
Permanecendo no campo da ortopedia, para falarmos de um tipo de bioimpressão que já está disponível no mercado, vamos para as próteses mais acessíveis.
Sabemos que próteses em geral tem um custo muito elevado, e que, muitas vezes, pessoas convivem com a necessidade de uma sem nunca poder adquiri-la.
O que traz dificuldades de locomoção e mesmo de adaptação aos ambientes menos inclusivos, partindo para dificuldades superiores como estudos ou mesmo colocação no mercado de trabalho.
A bioimpressão como uma forma de inclusão acessível a todos irá revolucionar o mercado das próteses. Com produtos personalizáveis às necessidades dos mais diversos pacientes.
Impressão de ossos
Talvez a ortopedia seja realmente uma das áreas que pode tirar maior proveito das bioimpressões em curto prazo. Prova disso são os três itens dessa lista que englobam essa especialidade.
Quando falamos de impressão de ossos pensamos nos modelos que podem ser facilmente impressos para estudos do corpo de cada paciente individualmente.
Baseando-se em tomografias computadorizadas, a impressão 3D pode auxiliar no diagnóstico, prevenção e estudo de patologias, permitindo uma melhor visualização das estruturas ósseas e musculares.
Isso também influi diretamente na diminuição do tempo de cirurgia – estima-se que cerca de 30%, – na assertividade dos procedimentos cirúrgicos ortopédicos e nos processos de aprendizagem.
Mas não apenas isso, em um futuro um pouco mais distante, mas que estudos já estão desenvolvendo, ossos artificiais bioimpressos a partir de produtos químicos como pó de cerâmica, poderão ser moldados em praticamente qualquer formato.
A ideia é que as próteses sejam cada vez mais similares ao osso humano, incluindo um processo regenerativo que beira a perfeição e que praticamente não possua taxa de rejeição do organismo.
A vida de uma mulher de 22 anos já foi salva na Holanda utilizando um método exclusivo de reparação de crânio através de um implante de plástico bioimpresso.
A condição da jovem fez com que em seu crânio crescesse um osso extra, comprimindo o seu cérebro e colocando sua saúde e sua vida em risco. Após queixas de dores de cabeça constantes, os médicos decidiram que aquela condição precisava de uma intervenção cirúrgica.
O problema é que, apesar de cirurgiões estarem acostumados a remover partes do crânio em condições que arriscam a vida de seus pacientes, aquele caso delicado exigia que muitas partes fossem retiradas, e isso, antes da impressão 3D, seria um problema para a substituição.
Um dos médicos da equipe relatou que, o que se costumava fazer em casos como esse, era recriar as partes necessárias de substituição com uma espécie de cimento, mas que elas não atingiam o encaixe perfeito necessário.
Ele também relata que o desenvolvimento dessas partes com a nova tecnologia de bioimpressão, permite que a paciente tenha uma melhor atividade cerebral.
Na China e na Eslováquia procedimentos com técnicas similares já foram adotados. Mas nesse caso, a produção da bioimpressão foi feita com titânio, mostrando a multiplicidade de materiais que podem ser utilizados.
Ainda em fase de estudos, mas nem por isso fora da nossa lista, pois é um passo muito grande para o homem, e, na mesma proporção que deve ser dado com cautela, deve ser também anunciado como uma das futuras maiores conquistas científicas.
Cientistas americanos trabalharam, e anunciaram êxito, na criação em válvulas do coração a partir de uma impressora 3D, utilizando colágeno.
Adam Feinberg, coautor do artigo e professor de engenharia biomédica da Universidade de Carnegie Mellon, afirma que ainda não foram realizados testes em animais, mas que o que esses pesquisadores criaram se trata de um sistema capaz de simular a pressão e a taxa de fluxo do corpo humano com total funcionalidade.
Assim como no caso da ortopedia com a impressão de ossos, o desenvolvimento do sistema cardíaco em bioimpressão foi feito a partir de exames como a ressonância magnética, então, em termos de estrutura, seu grau de assertividade é alto.
Foi também a base em ressonâncias magnéticas que permitiu que alcançassem batimentos cardíacos sincronizados com o sistema do paciente e abertura e fechamento de válvulas.
Feinberg reafirma que, ainda em fase de testes, acredita que em um futuro não muito distante, o método poderá auxiliar quem aguarda na interminável fila por um transplante, pois ainda deverá passar por testes em animais e, eventualmente, em humanos.
Mas que a curto prazo também acredita que possa servir para reparar órgãos existentes e que, por alguma condição de saúde, perderam parte da sua funcionalidade.
Então, pode ser que muito em breve, o futuro da medicina e da bioimpressão nos traga boas novidades para aqueles que precisam de soluções urgentes para problemas urgentes.