Bioimpressora 3D de Lego

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Cientistas construíram uma máquina de Lego que pode
crescer a pele humana
 Os
tijolos de Lego têm peças padronizadas e podem ser encontradas em todo o mundo. (Universidade de
Cardiff)
O fornecimento de amostras de tecido humano para investigações biológicas nem sempre é fácil.
Embora eles sejam eticamente obtidos através da doação de órgãos ou do tecido que é removido
durante os procedimentos cirúrgicos, os cientistas estão achando cada vez mais difícil de se apossar.
E não é só porque há um suprimento limitado de amostras de tecido humano. Há também
disponibilidade restrita do tamanho específico e tipo de amostras de tecido necessárias para os muitos
projetos que ocorrem a qualquer momento.
É por isso que decidimos resolver o problema construindo nossa própria impressora de baixo custo e de
fácil acesso, capaz de criar amostras de tecido humano usando um dos brinquedos mais populares do
mundo.
O surgimento da bioimpressão 3D proporcionou uma solução potencial para a dificuldade em obter
amostras de tecido. Esta tecnologia envolve o carregamento de "bio-tinta", que contém células vivas, em
um cartucho.
Isso, por sua vez, é carregado no bioimpressora. Uma vez programada, a bioimpressora imprime a bio-
tinta carregada de células para formar estruturas 3D que visam replicar a formação complexa de tecido
biológico.
Ao contrário das culturas de células bidimensionais cultivadas em placas, nas quais a maioria de nós
ainda depende de grandes partes de nossa pesquisa, os bioimpressores permitem que os cientistas
cultivem células em três dimensões. E isso replica melhor a arquitetura intrincada da biologia humana.
Em outras palavras, a tecnologia de bioimpressão permite que os pesquisadores façam modelos mais
comparáveis para estudar tecidos saudáveis e doentes.
https://www.pcrm.org/ethical-science/animal-testing-and-alternatives/human-tissue-research
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7415886/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8069718/
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O problema é que essas máquinas vêm a um custo alto de algumas dezenas, até centenas, de milhares
de libras. Poucas equipes de pesquisa, incluindo a nossa, podem esticar seus orçamentos para cobrir
esse tipo de despesa, não importa o quão inovadora a tecnologia prometa ser.
Foi isso que nos levou a nos perguntar se poderíamos construir nossa própria bioimpressora 3D
acessível. A resposta foi "sim" e decidimos fazê-lo usando Lego.
https://youtu.be/0i3WqusoWMI
Qualquer um que já tenha mexedo com ele saberá que não só a Lego é extremamente barata e versátil,
mas também é fabricada com precisão muito alta com peças padronizadas que são globalmente
acessíveis.
Também sabíamos que a Lego já tinha sido usada para criar impressoras 3D tradicionais. Mas o que
permaneceu incerto era se poderíamos tomar a noção básica de uma impressora Lego 3D - que imprime
estruturas 3D sólidas de plástico - e projetar uma que pudesse imprimir material biológico macio.
A saída precisaria ser precisa, confiável e estável para que fosse útil em nosso laboratório.
Temos que trabalhar em nossa própria bioimpressora acessível e de alta especificação em um canto do
nosso laboratório de Cardiff usando tijolos de Lego padrão, sua submarca mecânica, Lego Mindstorms e
uma bomba de laboratório, que é um dispositivo comumente encontrado em laboratórios de pesquisa.
Uma equipe multidisciplinar de engenheiros e biólogos trabalhou em conjunto para projetar, projetar,
construir e programar nossa bioimpressora.
Ainda em sua infância, nossa bioimpressora, que custou 500 euros (US$ 624) para construir, atinge o
nível de precisão necessário para produzir material biológico delicado. A maneira como isso é
notavelmente simples.
Um bico ejeta uma substância gelatinosa, que está cheia de células, em um prato. No coração do
dispositivo está um mini computador Lego Mindstorms. Este dispositivo move o prato para trás e para
https://doi.org/10.1089/genbio.2022.0021
https://youtu.be/0i3WqusoWMI
https://www.cnet.com/culture/3d-printer-made-almost-entirely-out-of-legos/
https://www.lego.com/en-gb/themes/mindstorms
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frente e de um lado para o outro enquanto move o bico para cima e para baixo mecanicamente, uma vez
que ele extruda o gel cheio de células.
Esses movimentos programáveis acumulam camadas das células para replicar a estrutura 3D do tecido
humano, camada por camada.
Nosso bioimpressor é agora usado para criar camadas de células da pele, trabalhando em direção a um
modelo de pele em grande escala. Também pode ser modificado usando diferentes tipos de bicos para
imprimir diferentes tipos de células, construindo uma variedade de complexidades nas amostras de
tecido.
É uma excelente oportunidade para imitar a pele saudável e doente, para olhar para os tratamentos
existentes e para projetar novas terapias para tratar várias doenças de pele.
A bioimpressora 3D é construída a partir de Lego e Lego Mindstorms. (Universidade de Cardiff)
O futuro
Nosso bioimpressora não só poderia nos fornecer um modelo representativo preciso da pele humana,
mas também poderia ser usado para adicionar células doentes aos modelos saudáveis que produzimos.
Isso nos permitiria estudar como as condições da pele se desenvolvem e como as células saudáveis e
doentes interagem. Também nos permitiria ver como as doenças da pele progridem e como os
tratamentos potenciais podem ser desenvolvidos.
Nós fornecemos detalhes sobre como construímos nossa bioimpressora Lego 3D, dando instruções
claras sobre como reconstruir este dispositivo em qualquer laboratório, em qualquer lugar do mundo. Em
um momento em que o financiamento da pesquisa é tão apertado, estamos oferecendo uma alternativa
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admt.202100868
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de código aberto, acessível e acessível a uma peça vital de equipamento que está além dos orçamentos
da maioria dos pesquisadores.
Muito simplesmente, queremos que nossa bioimpressora de Lego permita que os pesquisadores
realizem pesquisas inovadoras, porque isso acabará por levar a uma melhor compreensão da biologia e
melhorar ainda mais a saúde humana.
Sion Coulman, professor sênior da Escola de Farmácia e Ciências Farmacêuticas da Universidade de
Cardiff; Chris Thomas, professor e diretor de estudos de pesquisa de pós-graduação na Escola de
Farmácia e Ciências Farmacêuticas, Universidade de Cardiff e Oliver Castell, professor sênior da Escola
de Farmácia e Ciências Farmacêuticas, Universidade de Cardiff
Este artigo é republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo
original.
https://theconversation.com/profiles/sion-coulman-1426184
https://theconversation.com/institutions/cardiff-university-1257
https://theconversation.com/institutions/cardiff-university-1257
https://theconversation.com/profiles/chris-thomas-1426185
https://theconversation.com/institutions/cardiff-university-1257
https://theconversation.com/institutions/cardiff-university-1257
https://theconversation.com/profiles/oliver-castell-1426186
https://theconversation.com/institutions/cardiff-university-1257
https://theconversation.com/
https://theconversation.com/we-built-a-human-skin-printer-from-lego-and-we-want-every-lab-to-use-our-blueprint-203170