Impressão 3D com ultrassom cria objetos dentro de seres vivos

Mec?nica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/05/2025

Impress?o 3D com som

A impress?o 3D n?o tem mais nada a provar, com a manufatura aditiva espalhando-se por quase todas as ?reas de aplica??o.

Mas ela insiste em desenvolver novos talentos, e uma nova tecnologia ultrass?nica promete agora nada menos do que imprimir dispositivos m?dicos dentro do corpo humano - at? mesmo dentro do cora??o.

Elham Davoodi e colegas do Instituto de Tecnologia da Calif?rnia desenvolveram um m?todo para impress?o 3D de pol?meros em locais espec?ficos nas profundezas dos seres vivos.

A t?cnica utiliza o som para localiza??o e j? foi testada imprimindo c?psulas de pol?mero para administra??o seletiva de f?rmacos, bem como pol?meros com propriedades adesivas para selar ferimentos internos.

Testes anteriores desse conceito haviam usado luz infravermelha para disparar a polimeriza??o - a conex?o entre as unidades b?sicas (mon?meros) que fazem o pol?mero curar, ou endurecer - mas a radia??o infravermelha tem uma penetra??o muito baixa nos tecidos biol?gicos, pouco indo al?m da pele.

"Nossa nova t?cnica alcan?a o tecido profundo e pode imprimir uma variedade de materiais para uma ampla gama de aplica??es, tudo isso mantendo excelente biocompatibilidade," disse o professor Wei Gao.

Bioimpress?o 3D in vivo

A t?cnica combina ultrassom com lipossomas sens?veis a baixas temperaturas. Esses lipossomas, ves?culas esf?ricas semelhantes a c?lulas com camadas protetoras de gordura, s?o frequentemente usados para administra??o de f?rmacos.

Para testar a bioimpress?o 3D, os pesquisadores carregaram os lipossomas com um agente de reticula??o e os incorporaram em uma solu??o polim?rica contendo os mon?meros do pol?mero que desejavam imprimir, um agente de contraste de imagem para mostrar quando a reticula??o ocorreu e a carga ?til - que pode ser um f?rmaco terap?utico, por exemplo.

Tamb?m ? poss?vel incluir componentes adicionais, como c?lulas e materiais condutores, como nanotubos de carbono ou de prata. A biotinta resultante ? ent?o injetada diretamente no corpo.

As part?culas de lipossomas s?o sens?veis a baixas temperaturas, o que significa que, ao usar ultrassom focalizado para elevar a temperatura de uma pequena regi?o-alvo em cerca de 5 graus Celsius, desencadeia-se a libera??o da carga ?til, o que inicia a impress?o dos pol?meros.

"Aumentar a temperatura em alguns graus Celsius ? suficiente para que a part?cula de lipossomas libere nossos agentes de reticula??o," disse Gao. "O local onde os agentes s?o liberados ? onde ocorrer? a polimeriza??o, ou impress?o localizada."

Tratamento do c?ncer

Para demonstra??o do potencial da nova t?cnica, a equipe usou ves?culas gasosas derivadas de bact?rias como agente de contraste para imagens. As ves?culas, c?psulas de prote?na cheias de ar, aparecem intensamente nas imagens de ultrassom e s?o sens?veis ?s mudan?as qu?micas que ocorrem quando a solu??o de mon?mero l?quido se reticula para formar uma rede de gel.

Ap?s a transforma??o do material, as ves?culas alteram o contraste, o que ? detectado por imagens de ultrassom, permitindo identificar facilmente quando e precisamente onde ocorreu a reticula??o da polimeriza??o. Isto torna poss?vel ajustar o processo e personalizar os padr?es impressos dentro dos animais vivos.

Quando a equipe usou a plataforma para imprimir pol?meros carregados com doxorrubicina, um medicamento quimioter?pico, perto de um tumor de bexiga em camundongos, a taxa de morte de c?lulas tumorais foi substancialmente maior por v?rios dias, em compara??o aos animais que receberam o medicamento por meio de inje??o direta de solu??es medicamentosas.

"J? demonstramos em um animal pequeno que podemos imprimir hidrog?is contendo f?rmacos para tratamento de tumores," disse Gao. "Nosso pr?ximo passo ser? tentar imprimir em um modelo animal maior e, com sorte, em um futuro pr?ximo, poderemos avaliar isso em humanos."

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