{"id":65200,"date":"2022-12-06T10:18:10","date_gmt":"2022-12-06T15:18:10","guid":{"rendered":"https:\/\/rheolution.com\/?p=65200"},"modified":"2026-09-28T16:44:27","modified_gmt":"2026-09-28T20:44:27","slug":"o-potencial-do-fresh-na-bioimpressao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/rheolution.com\/pt\/artigos-rheolution\/o-potencial-do-fresh-na-bioimpressao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 bioimpress\u00e3o FRESH e como funciona?"},"content":{"rendered":"\t\t
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Artigo da Rheolution | Dezembro de 2022<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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O que \u00e9 bioimpress\u00e3o FRESH e como funciona?<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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por Gloria Pinilla, M.Sc.<\/a>, Especialista S\u00eanior em Aplica\u00e7\u00f5es da Rheolution Inc.<\/p><\/div><\/div><\/div><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Voc\u00ea j\u00e1 sonhou acordado com a ideia, t\u00edpica da fic\u00e7\u00e3o cient\u00edfica, de tratar os ferimentos de um paciente em um tanque de rejuvenescimento flutuante? O fen\u00f4meno que permite essa suspens\u00e3o, a flutuabilidade neutra, parece ter inspirado pesquisadores a descobrirem uma solu\u00e7\u00e3o para a impress\u00e3o 3D de materiais com tintas macias e semelhantes a l\u00edquidos, que teriam grande dificuldade em manter a fidelidade da impress\u00e3o no ar, j\u00e1 que as for\u00e7as da gravidade as fariam desmoronar. Apesar de fluidos de suporte \u00e0 base de \u00e1gua (como os usados nos tanques de flutua\u00e7\u00e3o) nunca funcionarem com os hidrog\u00e9is \u00e0 base de \u00e1gua amplamente utilizados em aplica\u00e7\u00f5es de engenharia de tecidos, essa ideia de impress\u00e3o 3D em um banho de suporte evoluiu para minimizar os efeitos da gravidade por meio do uso de materiais gelatinosos capazes de apresentar comportamentos revers\u00edveis, ora s\u00f3lidos, ora semelhantes aos de l\u00edquidos, permitindo a deposi\u00e7\u00e3o de hidrogel em seu interior. <\/p>

Neste m\u00eas de novembro, exploramos a bioimpress\u00e3o por \u201cFreeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels\u201d (FRESH), uma abordagem de bioimpress\u00e3o por incorpora\u00e7\u00e3o especificamente otimizada para viabilizar a impress\u00e3o de bio-tintas macias e de baixa viscosidade, semelhantes a l\u00edquidos, amplamente utilizadas em aplica\u00e7\u00f5es de engenharia de tecidos. De modo geral, pode-se pensar na bioimpress\u00e3o 3D incorporada como uma c\u00e2mara de constru\u00e7\u00e3o preenchida com um material de suporte, dentro da qual biomateriais e c\u00e9lulas s\u00e3o depositados no espa\u00e7o 3D por meio de uma extrusora baseada em seringa. O m\u00e9todo FRESH permite, ent\u00e3o, a impress\u00e3o de hidrog\u00e9is biol\u00f3gicos n\u00e3o modificados, como o col\u00e1geno tipo I e a MEC descelularizada, com bio-tintas de alta densidade carregadas de c\u00e9lulas para a fabrica\u00e7\u00e3o de tecidos funcionais de engenharia. <\/p>

O principal desafio de engenharia nessa abordagem \u00e9 desenvolver um material para o banho de suporte capaz de sustentar as estruturas impressas flex\u00edveis \u00e0 medida que s\u00e3o extrudadas e curadas, ao mesmo tempo em que permita o f\u00e1cil deslocamento da agulha da extrusora atrav\u00e9s do banho de suporte durante a impress\u00e3o. Especificamente, o requisito reol\u00f3gico para o material do banho de suporte \u00e9 que ele deve se comportar como um s\u00f3lido abaixo de um limiar de tens\u00e3o de cisalhamento aplicada, ou seja, a tens\u00e3o de escoamento, na qual ele passa de um comportamento s\u00f3lido para um comportamento semelhante ao de um l\u00edquido. Ao redor da agulha, o comportamento semelhante ao de um l\u00edquido do banho de suporte (tens\u00e3o de cisalhamento aplicada superior \u00e0 tens\u00e3o de escoamento) permite o f\u00e1cil deslocamento da agulha. Assim que a agulha se afasta, o banho de suporte se solidifica novamente (tens\u00e3o de cisalhamento aplicada inferior \u00e0 tens\u00e3o de escoamento). A tens\u00e3o de escoamento ideal para o banho de suporte depende dos materiais que est\u00e3o sendo impressos, do di\u00e2metro e do comprimento da agulha e de par\u00e2metros do processo, como a velocidade de impress\u00e3o [1]. <\/p>

O m\u00e9todo de impress\u00e3o FRESH apresenta v\u00e1rias vantagens not\u00e1veis. Em primeiro lugar, sua versatilidade. Embora o FRESH tenha sido originalmente descrito utilizando um banho de suporte \u00e0 base de gelatina [2], o desenvolvimento de diferentes banhos permitiu a impress\u00e3o de materiais macios com a mais ampla gama de mecanismos de gelifica\u00e7\u00e3o (Figura 1). Al\u00e9m disso, como os agentes de reticula\u00e7\u00e3o s\u00e3o misturados no banho, o filamento de bio-tinta extrudado \u00e9 imediatamente exposto ao l\u00edquido por todos os lados, o que inicia rapidamente um processo simult\u00e2neo de gelifica\u00e7\u00e3o. Isso contrasta com a impress\u00e3o ao ar livre, onde as formas de iniciar a gelifica\u00e7\u00e3o s\u00e3o limitadas. Em segundo lugar, o banho de suporte proporciona um ambiente que previne a morte celular e mant\u00e9m alta viabilidade celular durante o processo de impress\u00e3o. Al\u00e9m do controle de temperatura, a parte aquosa do banho de suporte pode ser composta por meios de cultura celular, fatores de crescimento ou qualquer outra biomol\u00e9cula destinada a proteger a sobreviv\u00eancia celular. Consequentemente, a terceira vantagem principal da t\u00e9cnica \u00e9 o tamanho das estruturas que podem ser impressas. At\u00e9 o momento, a maioria das estruturas de tecido bioimpressas em 3D tem sido relativamente pequena quando comparada aos tecidos ou \u00f3rg\u00e3os que se destinam a substituir. A t\u00e9cnica FRESH j\u00e1 foi utilizada para criar um modelo f\u00edsico do cora\u00e7\u00e3o humano em escala neonatal a partir de col\u00e1geno tipo I, com base em dados de imagens de resson\u00e2ncia magn\u00e9tica [3]. E os pesquisadores afirmam que essa t\u00e9cnica tem o potencial de se tornar uma tecnologia de manufatura aditiva escal\u00e1vel, capaz de produzir tecidos em escala real com base em dados anat\u00f4micos espec\u00edficos de cada paciente. <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figura 1.<\/b> Ilustra\u00e7\u00e3o que mostra a versatilidade da t\u00e9cnica FRESH, permitindo a impress\u00e3o de uma ampla variedade de bio-tintas, incluindo materiais naturais macios e de baixa viscosidade, bem como materiais sint\u00e9ticos. Al\u00e9m disso, a natureza integrada da FRESH permite a impress\u00e3o utilizando trajet\u00f3rias camada por camada, n\u00e3o planas ou de forma livre para produzir geometrias que n\u00e3o s\u00e3o poss\u00edveis na impress\u00e3o ao ar livre (imagem modificada de <\/span>Shiwarsky et al. <\/span><\/i>[1]).<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Por fim, a maioria das t\u00e9cnicas atuais de bioimpress\u00e3o 3D, incluindo o FRESH, utiliza uma abordagem de impress\u00e3o camada por camada. Embora o pr\u00f3prio m\u00e9todo FRESH permita uma impress\u00e3o verdadeiramente de forma livre, programas de software que possibilitem configura\u00e7\u00f5es de impress\u00e3o n\u00e3o planas t\u00eam sido muito procurados. <\/span>Em nosso artigo publicado recentemente <\/span>Artigo do m\u00eas<\/span><\/a>, discutimos o excelente trabalho desenvolvido pelo grupo do <\/span>Prof. Jonathan T. Butcher<\/span><\/a> sobre o desenvolvimento de um novo com<\/span>m\u00e9todo baseado em simula\u00e7\u00e3o que permite o corte de modelos digitais 3D para impress\u00e3o n\u00e3o planar. O desenvolvimento desse software proporciona uma impress\u00e3o mais flex\u00edvel e de forma livre, com potencial para avan\u00e7ar significativamente o campo no sentido da cria\u00e7\u00e3o de estruturas curvas e finas semelhantes a \u00f3rg\u00e3os, incluindo v\u00e1lvulas card\u00edacas ou traqueias. <\/span><\/p>

Embora j\u00e1 tenha sido realizado um trabalho significativo, a comunidade acredita que estamos apenas no in\u00edcio do que a t\u00e9cnica FRESH, combinada com ferramentas de software sofisticadas, pode oferecer aos pesquisadores nas \u00e1reas de engenharia de tecidos e biofabrica\u00e7\u00e3o 3D.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\tElastoSens\u2122 Bio\t\t\t\t\t<\/h2>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\tDescubra como nossa tecnologia mede, de forma n\u00e3o destrutiva, as propriedades viscoel\u00e1sticas de biomateriais e tecidos moles utilizando microvolumes de amostras\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\tSaiba mais\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\tElastoSens\u2122 Bio\t\t\t\t\t<\/h2>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\tDescubra como nossa tecnologia mede, de forma n\u00e3o destrutiva, as propriedades viscoel\u00e1sticas de biomateriais e tecidos moles utilizando microvolumes de amostras\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tEntre em contato conosco para saber mais<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tO que \u00e9 Bioprinting 4D e sua import\u00e2ncia na Biomedicina<\/span>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
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A bioimpress\u00e3o 4D introduz o \u201ctempo\u201d como a quarta dimens\u00e3o, permitindo que os objetos impressos sofram altera\u00e7\u00f5es ao longo do tempo. Est\u00edmulos f\u00edsicos, como luz, temperatura ou magnetismo, podem induzir essas transforma\u00e7\u00f5es. O processo de bioimpress\u00e3o tamb\u00e9m pode permitir a libera\u00e7\u00e3o direcionada de medicamentos por meio de mudan\u00e7as na temperatura ou no pH. Os nano-hidrog\u00e9is podem servir como transportadores de medicamentos, direcionados por campos magn\u00e9ticos, e podem ser rapidamente degradados por enzimas. Al\u00e9m disso, os hidrog\u00e9is podem reagir a sinais biol\u00f3gicos, auxiliando no tratamento de tumores ao liberar medicamentos e, posteriormente, se biodegradarem com o tempo.<\/p>

Leia Mais \u00bb<\/a><\/div>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tM\u00e9todos para impress\u00e3o 3D de arcabou\u00e7os \u00e0 base de alginato<\/span>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
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\n\t\t\t\n\t\t\t\tM\u00e9todos para impress\u00e3o 3D de arcabou\u00e7os \u00e0 base de alginato\t\t\t<\/a>\n\t\t<\/h4>\n\t\t\t\t
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Em janeiro de 2022, estudamos os hidrog\u00e9is de alginato na engenharia de tecidos e na administra\u00e7\u00e3o de f\u00e1rmacos. O alginato, frequentemente utilizado como bio-tinta na bioimpress\u00e3o 3D, forma hidrog\u00e9is com propriedades ajust\u00e1veis. Analisamos os efeitos da varia\u00e7\u00e3o da concentra\u00e7\u00e3o de CaCl\u2082 na reticula\u00e7\u00e3o do alginato, processo crucial para a impress\u00e3o 3D. Devido \u00e0 baixa viscosidade do alginato, os m\u00e9todos de impress\u00e3o incluem a pr\u00e9-reticula\u00e7\u00e3o com CaCl\u2082, o uso de uma agulha coaxial para reticula\u00e7\u00e3o imediata ou a mistura do alginato com outros biomateriais para melhorar a imprimibilidade.<\/p>

Leia Mais \u00bb<\/a><\/div>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\n\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

J\u00e1 imaginou aqueles tanques de cura de fic\u00e7\u00e3o cient\u00edfica? O princ\u00edpio da flutuabilidade neutra por tr\u00e1s deles inspirou uma solu\u00e7\u00e3o \u00fanica para a impress\u00e3o 3D com tintas macias, semelhantes a l\u00edquidos. A t\u00e9cnica de bioimpress\u00e3o Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels (FRESH) foi desenvolvida para viabilizar a impress\u00e3o desses materiais complexos, ideais para aplica\u00e7\u00f5es em engenharia de tecidos. O segredo est\u00e1 em um banho de suporte habilmente projetado, capaz de sustentar as estruturas macias enquanto permite o movimento da agulha da extrusora. Com versatilidade, alta viabilidade celular e potencial para a impress\u00e3o de grandes estruturas, a FRESH abre um mundo de possibilidades, aproximando-nos ainda mais da bioimpress\u00e3o 3D de tecidos espec\u00edficos para cada paciente com base em dados anat\u00f4micos. 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