Tecidos ‘ciborgue’ fundem bioengenharia e eletrónica

Estudo publicado no “Nature Materials”

30 agosto 2012
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Uma equipa de investigadores norte-americanos divulgou na publicação científica “Nature Materials” ter desenvolvido um método que permite incorporar redes de fios biocompatíveis em tecidos manipulados. Trata-se da primeira vez que eletrónica e tecidos foram verdadeiramente fundidos em 3D, o que poderá permitir criar tecidos manipulados com capacidade de monitorização e estimulação, assim como aparelhos para o controlo de novos fármacos.


Um dos maiores desafios da engenharia de tecidos é criar sistemas que permitam sentir o que se passa (a nível químico e elétrico, por exemplo) no interior do tecido. Além disso, os cientistas têm também procurado desenvolver métodos para estimular diretamente esse tipo de tecidos e medir as reações celulares.


“No corpo, o sistema nervoso autónomo controla o pH, reações químicas, oxigénio e outros fatores e desencadeia respostas conforme necessário”, explica Daniel Kohane, líder do estudo. “Temos de ser capazes de imitar o tipo de espiral de feedbacks intrínsecos que o corpo desenvolveu para manter elevado controlo ao nível celular e tecidular”, acrescenta.


Tendo o sistema nervoso autónomo como inspiração, os cientistas construíram de fios de silicone em nano-escala, suficientemente porosos para que fossem colocadas células e aí se desenvolvessem em culturas 3D.


Os métodos utilizados atualmente para monitorizar e controlar sistemas vivos são bastante limitados e intrusivos ao nível celular ou tecidular. De acordo com Kohane, esta tecnologia permite, pela primeira vez, trabalhar à mesma escala da unidade do sistema biológico sem interferências consideráveis.


Utilizando células nervosas e do coração, assim como uma seleção de revestimentos biocompatíveis, a equipa conseguiu criar tecidos com redes em nano-escala incorporadas sem afetar a atividade ou viabilidade celular. Estas redes permitem detetar sinais elétricos gerados por células no interior dos tecidos, assim como medir as alterações nesses sinais em resposta a fármacos.


Finalmente, a equipa de investigadores demonstrou ter também conseguido construir vasos sanguíneos com redes capazes de medir alterações de pH, conforme se verifica em resposta a inflamação, isquemia e outros ambientes celulares ou bioquímicos.


Esta nova tecnologia apresenta inúmeras potencialidades, desde tecidos híbridos “ciborgue” que detetem alterações e desencadeiem respostas (tais como, libertação de fármacos, estimulação elétrica) a partir de outros aparelhos terapêuticos ou diagnósticos implantados, até ao desenvolvimento de sistemas de “laboratórios em chip” que utilizariam este tipo de tecidos construídos para o rastreio de bibliotecas de fármacos.

 
ALERT Life Sciences Computing, S.A.

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